鋁土礦床突水機理與防治技術(shù)

前言

礦山水害，長期以來成為困擾著采礦安全工作的重大隱患。我國北方華北地臺鋁土礦床多賦存于石炭系中統(tǒng)本溪組地層里，礦床常與灰?guī)r巖層共存。鋁土礦床的直接頂、底板分別毗鄰石炭系上統(tǒng)厚層灰?guī)r和奧陶、寒武系巨厚層灰?guī)r。該灰?guī)r巖溶、裂隙十分發(fā)育，導(dǎo)富水性很強。加之構(gòu)造斷裂、巖溶陷落柱等的存在，礦床水文地質(zhì)條件極其復(fù)雜。開采過程中，一旦接近或溝通這類灰?guī)r，就可能構(gòu)成突水的威脅或造成滅頂?shù)臑?zāi)難。隨著鋁土礦床淺部易采資源的逐漸枯竭，深部開采規(guī)模和范圍日益擴大，礦床突水已成為一個重大的問題擺在了我們面前。坦率地說，未來鋁土礦床深部開采將會普遍面臨突水的威脅。同煤類礦床相比，這種突水威脅將有過之而無不及。2003年10月，我國百米深露天采場——中鋁河南夾溝采場已首遭嚴重的突水危害。該采場采至距下伏奧灰10多米時，發(fā)生了突水。最大積水量150000m3，積水深度達30多米，采掘工作面全部被淹，年產(chǎn)15萬t的礦山停產(chǎn)癱瘓，給企業(yè)以至國家?guī)碇卮蟮慕?jīng)濟損失。夾溝礦床突水事例向我們昭示，如果不及時開展鋁土礦床突水機理與防治方法研究、尋求有效解決礦床突水的防治措施與技術(shù)，未來河南乃至北方深部開采工作必將會普遍遭受突水的重創(chuàng)。為此，我們必須早做計議、科學(xué)應(yīng)對，力爭從源頭上抑制或減輕礦床突水的危害。遺憾的是，迄今為止有關(guān)鋁土礦床突水危害并未引起人們的關(guān)注。以往關(guān)于鋁土礦床突水的相關(guān)研究甚少，至今尚未有較為系統(tǒng)的研究成果。本書是作者在河南夾溝鋁土礦床突水治理的親身實踐基礎(chǔ)上，并結(jié)合我國北方華北地區(qū)鋁土礦床地質(zhì)、水文地質(zhì)特征以及作者長期從事礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作的實際，借用國內(nèi)外非鋁礦床突水防治的成功經(jīng)驗，對鋁土礦床突水機理與防治方法和技術(shù)進行的初步研究，對鋁土礦床突水防治問題做了一些有益的探索。

內(nèi)容概要

本書針對鋁土礦床地質(zhì)、水文地質(zhì)特征，采用多個學(xué)科、多種手段綜合研究的方法，系統(tǒng)地論述了鋁土礦床的充水水源特征、突水通道特征；以我國首例夾溝突水采場為靶區(qū)，詳細地剖析了鋁土礦床的突水成因和機理；在總結(jié)分析國內(nèi)外非鋁礦山突水治理實踐的基礎(chǔ)上，初步建立了鋁土礦床突水的防治方法和技術(shù)，介紹了防治工程勘查、設(shè)計、施工的方法和要求，提供了礦床水優(yōu)化設(shè)計的理論和過程，給出了礦床地應(yīng)力測量及其數(shù)值模擬的方法和應(yīng)用實例；結(jié)合夾溝采場突水治理，開展了高效廉價復(fù)合注漿材料的研究和試驗，并在礦床突水防治工程實踐中得到運用?？晒氖碌V山水害勘查、設(shè)計、治理等部門的工程技術(shù)令員閱讀，也可供礦山水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、采礦工程等專業(yè)的科研人員和高等院校有關(guān)專業(yè)的教師、學(xué)生參考。

書籍目錄

前言緒論　0.1 鋁土礦床發(fā)育特征及其突水狀況　0.2 研究工作思路與方法　0.3 取得的主要成果與認識上篇 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境發(fā)育特征及其對礦床突水的影響　第1章 區(qū)域礦床地質(zhì)環(huán)境特征　　1.1 地形地貌　　1.2 區(qū)域地層　　1.3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造　　1.4 巖土工程地質(zhì)　　1.5 水文地質(zhì)　第2章 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境演化特征及其對礦床突水的影響　　2.1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境演化特征　　2.2 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境演化對礦床突水的影響分析　第3章 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化特征及其對礦床突水的影響　　3.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化特征　　3.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化對礦床突水的影響分析　第4章 區(qū)域巖溶發(fā)育演化特征及其對礦床突水的影響　　4.1 區(qū)域巖溶發(fā)育演化的特征　　4.2 區(qū)域巖溶發(fā)育演化對礦床突水的影響分析中篇 礦床突水機理與預(yù)測預(yù)報研究　第5章 礦床突水機理與預(yù)測預(yù)報研究歷史和現(xiàn)狀　　5.1 國外研究歷史與現(xiàn)狀　　5.2 國內(nèi)研究歷史與現(xiàn)狀　　5.3 目前研究工作存在的問題及分析　第6章 礦床充水水源與突水通道特征　　6.1 礦床充水水源特征　　6.2 礦床突水通道特征　第7章 豫西夾溝礦床（采場）突水機理研究　　7.1 夾溝礦床（采場）降水試驗與突水強度　　7.2 夾溝礦床突水地段水文地質(zhì)特征　　7.3 夾溝礦床（采場）降水試驗揭露突水點特征　　7.4 夾溝礦床（采場）突水類型與突水地質(zhì)概念模型　　7.5 夾溝礦床（采場）突水機理分析　第8章 礦床頂?shù)装鍘r體物理力學(xué)特征與突水預(yù)測預(yù)報研究　　8.1 礦床頂?shù)装甯羲畮r性及其物理力學(xué)特征　　8.2 礦床頂?shù)装甯羲芰τ绊懸蛩胤治觥　?.3 礦床（底板）突水的預(yù)測預(yù)報下篇 礦床突水防治方法與技術(shù)　第9章 礦床突水防治現(xiàn)狀與策略　　9.1 國內(nèi)外礦床突水防治工作現(xiàn)狀　　9.2 目前礦床突水主要防治方法與應(yīng)用條件　　9.3 礦床突水防治的總體對策與原則　　9.4 不同充水水源類型的防治策略與方法　　9.5 不同突水通道類型的防治策略與方法　第10章 疏水降壓方法及其模擬研究　　10.1 疏水降壓的基本問題　　10.2 疏水降壓工程優(yōu)化設(shè)計　　10.3 豫西夾溝鋁土礦床疏水降壓方法模擬研究　第11章 注漿堵塞加固方法與技術(shù)　　11.1 注漿技術(shù)發(fā)展概況與分類　　11.2 礦床底板破裂巖體注漿固結(jié)規(guī)律及其影響因素分析　　11.3 注漿技術(shù)應(yīng)用條件分析及實施步驟　　11.4 注漿堵塞加固參數(shù)設(shè)計及施工控制技術(shù)　　11.5 礦床突水常用注漿方法與用途　　11.6 幾種注漿配套技術(shù)　第12章 豫Q-BR復(fù)合注漿材料與夾溝礦床注漿試驗　　12.1 國內(nèi)外注漿材料發(fā)展概況及性能分析　　12.2 豫Q-BR復(fù)合注漿材料研發(fā)目的與方案　　12.3 豫Q-BR復(fù)合注漿材料物理力學(xué)特征　　12.4 夾溝礦床現(xiàn)場豫Q-BR復(fù)合注漿材料的試驗　　12.5 夾溝礦床豫Q-BR復(fù)合注漿材料試驗效果的檢測　　12.6 豫Q-BR復(fù)合注漿材料經(jīng)濟指標分析　第13章 礦床防水開采控制方法與技術(shù)　　13.1 防水礦柱留設(shè)方法和技術(shù)　　13.2 防水開采方法與技術(shù)　　13.3 礦區(qū)地應(yīng)力分布與防水開采的布局　第14章 礦床開采探放水技術(shù)　　14.1 探放水原則與基本要求　　14.2 探水內(nèi)容與探測重點　　14.3 主要探測方法與技術(shù)　第15章 礦床突水前兆實時監(jiān)測與預(yù)測預(yù)警技術(shù)　　15.1 主要突水前兆因素與實時監(jiān)測的原理　　15.2 監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的布設(shè)及原則　　15.3 礦床突水前兆實時監(jiān)測與過程控制　第16章 防治方法和技術(shù)綜合分析與優(yōu)化運用　　16.1 防治方法綜合分析與優(yōu)化運用　　16.2 防治方法實施階段劃分及要求　　16.3 豫西夾溝礦床突水防治方法與技術(shù)的優(yōu)化運用　　16.4 當前工作的重點與建議

章節(jié)摘錄

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