采矿学典型案例
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采矿业中的矿山环境治理成功案例分享近年来,随着全球经济的快速发展,采矿业得到了蓬勃的发展。
然而,采矿活动对矿山环境造成了巨大的影响,包括土壤侵蚀、水源污染和生物多样性丧失等问题。
为了解决这些问题,越来越多的企业和政府机构开始关注矿山环境治理。
本文将分享几个在矿山环境治理方面取得成功的案例。
案例一:新洲铜矿的生态修复工程新洲铜矿是中国西南地区最大的铜矿之一,长期以来因采矿活动导致的环境问题备受关注。
为了改善矿山环境,公司决定进行一项生态修复工程。
他们采用了多种措施,包括建设人工湿地、植树造林和修复受损的地表等。
通过这些措施,矿山周围的生态环境逐渐得到恢复,土壤侵蚀得到控制,水源质量得到提升。
该工程不仅改善了矿山周边地区的生态环境,还为当地居民提供了更好的生活条件。
案例二:尔灵斯铁矿的水资源管理措施尔灵斯铁矿位于澳大利亚,该地区水资源稀缺,而采矿活动对水资源的需求极大。
为了解决这一问题,该矿山采取了一系列的水资源管理措施。
首先,他们实施了雨水收集系统,将降雨水用于矿山的工业用水。
其次,他们使用高效节水设备,减少了返料、清洗和冷却过程中的水消耗。
最后,他们加强了水资源的监控和管理,确保其合理利用。
这些措施大幅减少了矿山对地下水的开采量,保护了当地的水资源。
案例三:卡尔加里煤矿的气体治理项目卡尔加里煤矿位于加拿大,由于采矿活动产生的有害气体,当地居民受到了严重威胁。
为了改善矿山周边的空气质量,矿山实施了一项气体治理项目。
他们安装了先进的气体处理设施,有效降低了硫化物和氮氧化物的排放。
此外,对于有害气体的处理,矿山采用了二次吸收和过滤等技术,确保了废气排放的合规性。
这些措施不仅改善了矿山周边地区的空气质量,还有效减少了对当地居民的健康影响。
结论:以上三个案例都展示了在采矿业中取得的矿山环境治理的成功经验。
这些成功案例表明,只要企业和政府采取积极的措施,就能够减少采矿活动对环境的负面影响,实现可持续发展。
然而,我们也需要认识到,采矿业的环境治理工作任重而道远,还需要不断创新和探索更加有效的治理方法。
国内外矿产勘查典型案例集包含了许多成功的矿产勘查实例。
以下是一些国内外的典型案例:
国内案例:
新疆某金矿勘查:通过大规模的地质勘查,成功发现了一座大型金矿。
该项目运用了先进的地质理论和勘查技术,对矿体进行了详细的研究和评估,最终实现了矿床的开发和利用。
内蒙古某铜矿勘查:在内蒙古地区,通过综合地质、地球物理和地球化学等多种勘查方法,成功发现了一座大型铜矿。
该项目的成功得益于勘查团队的专业素养和技术水平,以及地方政府的支持和配合。
鞍山铁矿:中国东北地区的鞍山铁矿是中国最大的露天硬质铁矿石矿床。
通过大规模的地质勘查和开采,使中国成为全球最大的铁矿石生产国之一。
国外案例:
澳大利亚某铁矿勘查:在澳大利亚的一个偏远地区,通过航空地球物理勘查和地面地质调查,成功发现了一座大型铁矿。
该项目运用了先进的勘查技术和设备,实现了在复杂地质条件下的矿体定位和储量评估。
智利某铜矿勘查:在智利的一个山区,通过综合地质、地球物理和地球化学等多种勘查方法,成功发现了一座世界级的大型铜矿。
该项目的成功为智利的经济发展做出了重要贡献,同时也展示了国际矿产勘查的高水平。
加拿大某金矿勘查:在加拿大的一个森林地区,通过地质填图、地球化学调查和钻探验证等多种手段,成功发现了一座大型金矿。
该项目注重环境保护和可持续发展,实现了经济效益和环境效益的双赢。
这些案例展示了国内外矿产勘查的先进技术和成功经验,对于推动全球矿产勘查事业的发展具有重要意义。
采矿业中的矿产资源开发与利用案例分析在采矿业中,矿产资源的开发与利用是一个至关重要的环节。
正确的开发与利用矿产资源,不仅可以带来经济效益,还能保护环境、可持续发展。
本文将通过分析一些案例,探讨采矿业中的矿产资源开发与利用的情况,以期能够提供一些有益的思考和启示。
1. 案例一:铜矿的开发与利用铜矿是一种重要的金属矿产资源,广泛应用于建筑、电子、交通等领域。
某国家在铜矿资源方面具有较为丰富的储备,因此开展了大规模的铜矿开发。
在开发过程中,该国采取了一系列措施,如科学的选矿技术和高效的矿石处理工艺,充分实现了资源的高效开发和利用。
同时,他们还注重环境保护,采取了封闭式采矿和尾矿的资源化利用等措施,以降低对环境的影响。
2. 案例二:煤炭资源的开发与利用煤炭是世界上最为广泛使用的能源资源之一,对经济发展起着至关重要的作用。
某国家通过对煤炭资源进行科学开发与利用,取得了显著的成果。
首先,他们进行了充分的地质勘探,确定了煤炭储量和分布情况。
其次,他们引进了先进的采矿设备和技术,提高了矿井的开采效率。
同时,他们还大力推行清洁煤技术,减少了煤炭燃烧对环境的污染。
3. 案例三:稀土矿的开发与利用稀土矿是一类具有重要战略意义的矿产资源,广泛应用于高新技术领域。
某国在稀土矿资源方面具有较大的储量,通过科学的矿石选别和提纯技术,成功实现了稀土资源的高效开发与利用。
同时,他们注重环境保护,在开采过程中采取了封闭式采矿和资源的综合利用,以减少对环境的破坏。
此外,他们还鼓励稀土矿的加工和高值化利用,提高了资源的附加值。
4. 案例四:油气资源的开发与利用油气资源是一种重要的能源资源,对于各国的发展至关重要。
某国在油气资源开发方面取得了显著的成果。
他们通过引进先进的勘探技术和管理经验,大规模发现了潜在的油气储量。
在开发过程中,他们注重环境保护,采用了先进的开采技术和环保设备,减少了对生态系统的破坏。
同时,他们还鼓励油气资源的多元利用,通过提炼石油化工和发展天然气等方式,实现了资源的综合利用。
典型案例分析——A省G县杨某无证采矿案感谢大家的关注!今天给大家分享一个我们自己办的案件,该案前后历时一年零八个月,历经听证、复议、诉讼、移送公安、法院判决,堪称经典。
案件既有事实不清造成的复议撤销,又有法网恢恢疏而不漏的刑事判决。
希望可以给大家一定的借鉴和参考。
一、案件基本情况2017年12月,A省G县某国土所在巡查中发现杨某涉嫌无证开采矿产资源(俗称“山砂”),遂现场暂扣非法作业机械(挖机)一台,作为证据先行登记保存。
随后,将该案线索报告给G县局。
G县局立即安排执法人员现场核实,后准予立案查处。
案件调查过程中,因无法确定开采矿产品数据和违法所得,该局委托某地质勘察总院对该案开采点进行开采资源量核实,并出具了《核实报告》。
同时,委托县价格认证中心对当时当地该种资源(山砂)市场销售价格进行认定,价格认定中心出具《价格调查说明》。
2018年2月,县国土局依法履行对当事人的告知和听证告知。
当事人提出听证申请,县局依据《国土资源听证规定》要求组织听证。
当事人提出:①对处罚所依据的评估报告(即开采量核实报告)的客观性、真实性持有异议,认为此测量报告不能作为处罚依据;②认为评估价格远高于市场价格,显示公平;③当事人陈述其采挖的资源部分用于修路。
经听证双方质辩,县局答复:①关于报告的有效性问题,符合《国土资源违法行为查处工作规定》的要求;②价格由当地物价认定部门出具,亦符合《国土资源违法行为查处工作规定》的要求;③关于采挖的资源确实有部分用于修路,但所修道路实际是为开采服务的,不应扣除。
故对当事人提出的听证意见不予采纳。
县局于2018年3月下达《行政处罚决定书》。
因该案所涉矿产品价值已达到《A省高级人民法院、高级人民检察院关于非法采矿、破坏性采矿刑事案件数额认定标准问题的规定》中刑事立案标准,遂移交公安机关立案侦查,并抄送检察机关。
2018年5月,当事人因不服行政处罚决定,向G县政府提起行政复议,G县政府受理,并因案情复杂,进行延期。
采矿业中的矿产资源开发与利用案例分析矿产资源是地球赐予人类的宝贵财富,其开发与利用对于国家的经济发展和社会进步至关重要。
然而,在采矿业中,矿产资源的开发与利用常常伴随着环境破坏和资源浪费等问题。
本文将通过分析几个案例来探讨采矿业中的矿产资源开发与利用,以期给人们更好地认识这一领域的挑战和机遇。
案例一:巴西亚马逊雨林的铁矿开采巴西亚马逊雨林拥有丰富的铁矿资源,其开采已成为该地区经济的支柱。
然而,这种开采活动对雨林生态系统造成了巨大的破坏。
大规模的采矿导致土地退化、植被减少和生物多样性减少等问题,进而影响到当地原住民的生活和文化。
在这一案例中,我们看到了矿产资源开发与环境保护之间的冲突,如何在确保经济利益的同时保护生态环境成为亟需解决的问题。
案例二:澳大利亚的稀土矿开采稀土矿是现代工业的重要原材料,其开采与利用对于许多高科技行业至关重要。
澳大利亚拥有世界上最丰富的稀土矿资源之一,在过去几十年中,该国加大了对稀土矿的开采力度。
然而,该矿开采活动所带来的环境问题也引起了广泛的关注。
例如,矿井废水的排放、土地的破坏和有毒废料的处理等问题严重影响了当地的生态环境和居民的健康安全。
这一案例再次提醒我们,在矿产资源开发与利用中,如何平衡经济发展和环境保护的关系至关重要。
案例三:中国的煤矿开采与利用中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤矿的开采与利用一直是该国能源结构的重要组成部分。
然而,长期以来,中国的煤矿开采行业存在着严重的安全隐患和环境问题。
煤矿事故频发、矿产资源浪费和煤矸石堆放等问题成为困扰该行业发展的重要瓶颈。
为了解决这些问题,中国政府加大了对煤矿行业的管理力度,推动绿色矿山和清洁能源的发展。
这一案例表明,在矿产资源开发与利用中,政府的政策引导和先进技术的应用是实现可持续发展的关键。
结论以上案例分析表明,在采矿业中,矿产资源的开发与利用面临着许多挑战。
为了高效、可持续地开发和利用矿产资源,我们必须寻求协调经济发展和环境保护的方式。
采矿业的矿产勘探与开发案例分析矿产勘探与开发是采矿业的重要环节,对于资源的合理利用和经济发展具有重要意义。
本文将通过分析案例,探讨矿产勘探和开发在采矿业中的应用和影响。
案例一:金矿勘探与开发在国内某地区发现了丰富的金矿资源,引起了矿业公司的关注。
该公司决定进行勘探工作,以确定金矿的储量和开采难度。
矿产勘探是通过地质调查、地球物理勘探、化学分析等手段,对潜在矿产资源进行探测和评估的过程。
在金矿勘探中,矿业公司首先进行了详细的地质调查,采集了大量的地质样品。
通过对样品的分析和研究,确定了金矿床的分布规律和成矿特点。
接下来,矿业公司开始进行地球物理勘探,利用地球物理仪器对地下结构进行扫描和探测。
通过地震勘探、磁力测量等技术手段,获得了金矿床的地层结构和矿体形态等信息。
最后,化学分析是金矿勘探中的重要环节,通过对地质样品中金的含量和成分进行分析,确定了金矿资源的储量和品位。
这些勘探工作资料对于确定金矿资源的价值和开采难度起到了决定性的作用。
在完成金矿的勘探工作后,矿业公司开始进行矿产开发。
矿产开发包括矿石开采、矿石选矿和冶炼等环节。
在金矿开采过程中,矿业公司首先进行地质勘探,确定了金矿的具体位置和密度。
然后进行钻探和爆破,将矿石从地下开采到地面。
接下来,对采出的矿石进行破碎、磨矿和选矿处理,将其分离出金矿石。
最后,通过冶炼和提炼工艺,将金矿石中的金提取出来,并制成金条或金粉,以便销售和利用。
在矿产开发过程中,需要采用先进的技术和设备,确保矿业公司能够高效、安全地开采并加工矿产资源。
通过以上案例分析可见,在采矿业的矿产勘探与开发过程中,各种科学技术和创新手段的应用起到了至关重要的作用。
合理的勘探手段和精确的勘探数据,为矿产开发提供了科学依据和技术支持。
同时,矿产开发中的高效、安全生产技术对于提高资源利用率和保护环境也具有重要意义。
总结起来,矿产勘探与开发是采矿业不可或缺的环节,对于实现资源的优化利用和经济可持续发展具有重要意义。
国内外矿产勘查典型案例集1. 中国-阿富汗矿产勘查合作案例:- 2011年,中国和阿富汗签署了一项协议,允许中国公司对阿富汗的矿产资源进行勘探和开采。
中国公司投资了数亿美元,开展了矿产勘查工作,并发现了大量的铜、铁、砷等矿藏。
这个案例展示了中国企业在国外矿产勘查方面的合作机会和投资潜力。
2. 加拿大-黄金勘探案例:- 加拿大是世界上最大的黄金生产国之一。
加拿大的许多矿业公司在全球范围内进行黄金勘探工作。
其中一个典型案例是加拿大公司在南美洲的秘鲁进行的黄金勘探项目。
该项目在一个潜在的黄金矿区进行了详细的勘探工作,最终发现了一个富含金矿石的矿床。
该案例展示了加拿大公司在黄金勘探领域的专业知识和技术优势。
3. 澳大利亚-铁矿石开采案例:- 澳大利亚是全球最大的铁矿石生产国之一。
澳大利亚的矿业公司在国内外开展了大量的铁矿石勘探和开采项目。
其中一个典型案例是澳大利亚公司在非洲马里进行的铁矿石开采项目。
该项目在一个潜在的铁矿区进行了勘探工作,并建立了开采设施。
该案例展示了澳大利亚公司在铁矿石开采领域的经验和技术能力。
4. 巴西-石油勘探案例:- 巴西是世界上最大的深水石油勘探和生产国之一。
巴西的国家石油公司在国内外进行了大规模的石油勘探项目。
其中一个典型案例是巴西国家石油公司在深水区域进行的石油勘探项目。
该项目利用现代技术和设备,在深水区域发现了大量的石油储量。
该案例展示了巴西在深水石油勘探领域的技术创新和行业领先地位。
5. 科威特-天然气开采案例:- 科威特是世界上最大的天然气储量国之一。
科威特的国家石油公司在国内外开展了大规模的天然气勘探和开采项目。
其中一个典型案例是科威特国家石油公司在国内开展的天然气开采项目。
该项目利用先进的技术和设备,在天然气储量丰富的区域进行了大规模的勘探和开采活动。
该案例展示了科威特在天然气开采领域的领先地位和技术实力。
国内外矿产勘查典型案例集
1. 中国云南昆明斗南铜矿勘查案例:这是中国云南省昆明市斗南地区的一处铜矿,其勘查工作经历了多年的探矿、钻探和地质调查等环节。
最终确认了矿体规模较大、品位较高的铜矿床,为地方经济发展提供了重要的资源支持。
2. 澳大利亚西澳大康纳布拉戈铁矿勘查案例:这是澳大利亚西澳大利亚州的一处铁矿石勘查案例。
通过地质勘查和磁测等技术手段,勘查团队成功发现了规模较大的铁矿石矿床,填补了该地区资源缺口,对当地经济和工业发展起到了积极作用。
3. 加拿大魁北克省阿布基铜镍矿勘查案例:这是加拿大魁北克省的一处铜镍矿勘查案例。
该项目经历了多年的地质勘查、电磁测量和钻探等阶段,最终获得了丰富的铜镍矿床储量。
该矿产资源对当地经济和就业增长起到了重要作用。
4. 南非高尔德矿勘查案例:这是南非的一处黄金矿勘查案例,位于约翰内斯堡附近的高尔德地区。
该地区的黄金矿床储量丰富,经过多年的地质探测和钻探,成功揭示了矿石分布规律,为南非的黄金产业提供了重要支持。
5. 巴西瓦雷赫铁矿石勘查案例:这是巴西巴拉那州的一处铁矿石勘查案例。
该项目通过地质勘查、浅层钻探和地球物理测量等手段,成功发现了庞大的铁矿石矿床,为巴西的工业发展和出口贸易提供了重要的资源基础。
这些案例展示了国内外矿产勘查领域的典型案例,不同的矿产
类型和地理环境下,采用了不同的勘查方法和技术手段,成功发现了丰富的矿产资源,为当地的经济发展和资源短缺问题提供了解决方案。
大学生创新创业训练计划项目典型案例项目编号201310704001项目名称相似材料模型应力光纤测试研究项目类型创新训练项目项目级别国家级项目负责人张亮一、选题背景、意义及创新性煤炭开采作为我国重工业发展中举足轻重的一项产业,其发展和改革也随着社会和经济的快速推进,走上一条绿色、科技、高效的可持续发展道路,但仍然存在很大的安全隐患。
煤矿顶板事故危害是矿山安全问题中举足轻重的一项,如表1所示。
据调查,顶板事故占到了全部灾害事故的的30%,亟需治理,以保证生产的安全进行。
综合分析发现,顶板事故的主要原因在与没有科学的处理矿山建设与生产中的问题,对各类事故缺乏科学的预见和决策,缺乏先进的探测设备和先关应用研究,因此煤矿走向科学化的道路是必要的,而且任重道远。
表1 顶板事故情况煤矿的名称事故时间经济损失(万元)人员伤亡新化县温塘镇大同煤矿“3·21”顶板事故2010年3月21日43 1死涟源市枫坪镇蛇形山煤矿“1·25”顶板事故2010年1月25日34 1死冷水江市岩口镇岩口煤矿“10·12”顶板事故2009年10月12日38.55 1死河南义马煤业集团有限责任公司千秋煤矿千秋矿“6·5”冲击地压2008年6 月5日949.45 13死11伤湖南煤业集团黄牛玲矿业有限公司黄牛玲矿业有限公司“12·3”顶板事故2007 年12 月3日54.1 2死1伤邵阳市新东煤矿邵阳市新东煤矿“6·12”顶板事故2009年6月12日56.5 1死邵阳县九公桥镇金盆煤矿金盆煤矿“9·19”顶板事故2007年9月19日53 2死神华亿利能源有限公司黄玉川煤矿黄玉川煤矿“9·16”较大顶板事故2013年9月16日658 3死1伤涟源市斗笠山镇八一煤矿“4·5”顶板事故2007年4月5日43.5 1人死衡阳市裕民煤矿“5·17” 顶板事故2009年5月17日13 1死湖南省兴盛置业发展有限公司邵东县兴隆煤矿“3·25”顶板事故2007年3月25日29.98 1死涟源市斗笠山镇八一煤矿“4·5”顶板事故2007年4月5日43.5 1死涟源市雷家冲煤矿“4·2”顶板事故2007年4月2日35.3 1死将光纤光栅传感器应用于相似材料模拟实验中,测定岩层应力变化,岩层垮落规律等研究,探究采用温度补偿法消除温度对实验的影响和光纤光栅传感器的不同封装对应变传递的影响。
采用在模型中埋设光纤光栅传感器的方法,检测采动过程中上覆岩层的应力变化。
进而可以分析顶板事故发生的规律为顶板事故的预测提供依据。
在相似材料模拟实验中,需要测量模型应力应变,然而,我团队通过对位移测量中的百分表、位移计,应力测试中的压力盒、应变片等的对比,百分表和千分表,容易受电磁干扰的影响;压力盒测力由于体积稍大,不宜放置相似材料模型中;电阻应变片由于实验环境温度变化对电阻应变片阻值影响很大,即便用电路补偿尽量消除影响,也仍有较大的零点漂移,对实验结果会有很大的影响。
因此,在柴敬教授、李毅高工和袁强博士的指导下,我团队把目光转向了光纤光栅传感器的应力检测,光纤传感技术是近几年发展起来的一门新技术,由于光纤纤径细,可塑性好,可埋入复合材料或结构中来实现材料、结构内部应变分布的实时监测,因此能放置在小孔和缝隙等被测场地,对被测结构影响小,且灵敏度高,并且能够做到数据连续采集,数据充足,能够更加细致准确的展现岩层的移动情况。
将光纤光栅传感器应用于相似材料模拟实验中,测定岩层应力变化,岩层垮落规律等研究,探究采用温度补偿法消除温度对实验的影响和光纤光栅传感器的不同封装对应变传递的影响。
采用在模型中埋设光纤光栅传感器的方法,检测采动过程中上覆岩层的应力变化。
二、项目研究目标及工作方案针对于光纤光栅传感器方面的研究,西安科技大学教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室,拥有美国MOI光纤FBG光栅传感器波长解调仪,用以针对光纤FBG光栅传感器的数据监测,加强对矿山岩体模型的光纤传感器监测实验研究。
相似材料模拟实验是基于模型与原型之间的物理量相似,以相似理论为依据建立模型,通过在模型上的试验所获得的某些量间的规律再回推到原型上,从而获得对原型的规律性认识。
相似材料模拟实验利用事物或现象间存在的相似和类似等特征来研究自然规律的一种方法。
它特别适用于那些难以用理论分析的方法获取结果的研究领域,同时也是一种用于对理论研究结果进行分析和对比的有效手段。
它以相似理论、因次分析作为依据的实验室研究方法。
相似模拟实验研究方法目前在矿山、岩土、水利等诸多领域得到广泛的应用。
这为我们提供了更清晰的思路:将光纤光栅传感器应用于相似材料模拟实验中,测定岩层应力变化,岩层垮落规律和上覆岩层的在采动中的位移变化等研究,探究采用不受力温度补偿法消除温度对实验的影响和光纤光栅传感器的不同封装对应变传递的影响。
采用在模型中埋设光纤光栅传感器的方法,检测采动过程中上覆岩层的应力变化。
对于该项目我们主要致力于物理模型实验的光纤检测方法研究,将光纤传感器应用于相似材料模型实验中,针对模型的光纤传感器检测问题,进行一系列计划研究。
项目创新实验分为三个部分:第一部分,进行物理相似模拟实验,将光纤Bragg光栅传感器埋入到按比例搭建的矿山采场物理模型之中,对模型开采过程进行全程的光纤监测,同时应用百分表、光学全站仪和底板压力传感器等仪器。
主要研究内容为模型中埋设光纤传感器的岩层的实时应力应变情况、在模拟开采过程中的上覆岩层运移状态和模型采场的矿山压力分布与变化规律。
第二部分,光纤光栅传感器同时感应到多种物理量的变化,而应变和温度是最能直接改变光栅波长的物理量。
所以需要消除外界温度变化对实验结果的影响。
实验表明,在外界温度变化的情况下,温度的影响作用明显。
因此,在应变的测试中进行温度补偿很有必要。
为消除这种环境尺度带来的负面影响,探究建立采用不受力光纤传感器温度补偿法,消除实验中温度对传感器的影响,获得温度补偿后的光纤监测结果。
我们将在模型中埋入一组温度传感器,在同样地采动状态下,分析此传感器和其他光纤Bragg光栅传感器波长漂移量的主要区别,从而剔除温度影响。
第三部分,在此物理相似模拟实验中,采取将不同材料(主要有醋酸乙烯、金属)和不同形式(主要有柱式、片式)的封装结构的光纤Bragg光栅传感器埋入模型,对模型开挖过程全程进行监测,并对监测结果进行温度补偿,最终对比不同材料封装结构的光纤Bragg 光栅传感器的监测结果,由于光纤Bragg光栅传感器有多种材料的封装结构,针对物理模型的结构性质(主要为脆性材料模型),通过对材料科学的研究,试图寻找能适用于这种脆性模型的传感器封装材料和封装形式,并将之应用于物理相似模拟实验二,将新研发的光纤Bragg光栅传感器与模型实验三种的传感器对模型实验监测结果进行对比验证。
物理相似材料模拟实验搭设3m矿山采场物理模型,如图1所示。
埋入光纤Bragg光栅应变传感器3组,共9个,其中第一组设计为金属圆柱封装、第二组设计为醋酸乙烯圆柱封装、第三组设计为铜质片式封装;埋入温度传感器1组,共2个,对光纤Bragg光栅传感器进行温度补偿。
通过对不同封装材料的光纤Bragg光栅传感器监测结果的对比,分析3组不同封装材料和结构的光纤Bragg光栅传感器的监测属性(主要为应变传递系数、光纤模型测试灵敏度系数)。
图1 光纤测试模型在模型实验中,除采用光纤传感器监测外,在模型测试中均布置和架设监测位移变形的百分表和全站仪,分别对光纤点的位移变形监测(百分表)和对模型表面全场位移变形监测(光学全站仪);在模型底部布置压力传感器,用以采集模拟煤层开采中的底板压力变化情况;布置电阻式应变模型支架,用以采集上覆岩层支承压力等矿山压力变化情况。
通过多手段、多尺度、多内容的测试手段,对物理模型的光纤传感器监测进行补充和对照。
完成实验之后,即进行实验数据的整理和实验报告的编写,实验报告的主题内容为第一部分的探究结果,即研究相似材料模型中埋设光纤传感器的岩层的实时应力应变情况、在模拟开采过程中的上覆岩层运移状态和模型采场的矿山压力分布与变化规律。
根据此实验发表2篇关于此方面的学术论文。
三、项目研究过程中的难点及解决途径,应用的关键技术1难点由于煤矿的开采一般在地层下面,整体不易观测,因此对于岩层垮落规律及其应力状态的研究通常借助相应的物理模型及观测设备进行研究。
所以,对实地岩层的准确建模,是本研究的第一项难点。
封装好的光纤Bragg 光栅传感器形态多样,其应用应当与实际情况紧密结合。
且光纤的脆性性质也影响了它在模型实验中的应用。
如何选择适合本研究的传感器封装,是研究的第二项难点。
光纤Bragg 光栅传感器不仅仅受应变影响,还对温度敏感,在实验过程中温度变化会对测试结果产生偏差,如何解决剔除模型试验中温度对光纤应变传感器的影响,是本研究的第三项难点。
2解决途径针对上述3个问题,研究提出的解决方案如下:(1)根据实际模拟地层,计算分析,设计详细的地层层位模拟表(如下表1所示)。
通过详细的模拟材料配比调试,制作出和现场实际在物理力学性质和层位几何尺寸上最大可能相似的模型材料。
根据设计的层位铺装表,再进行实验室建模,从本质上满足了实验测试的基础精度。
表1 模型铺装层位设计表序号岩性实际厚度/m铺设厚度/cm 累积厚度/cm 配比号材料:河沙、石膏、大白粉/kg29 风积沙 4 2 115 928 8.64 0.192 0.768 松散层28 沙土 26 13 113 928 8.64 0.192 0.768 27 黄土 50 25 100 828 8.56 0.214 0.856 26 泥岩 2 1 75 746 8.4 0.48 0.72 风化带 25 中砂 5 2.5 74 828 8.56 0.214 0.856 24 粉砂质泥 3 1.5 71.5 828 8.56 0.214 0.856 23 中砂 10 5 70 828 8.56 0.214 0.856 22 粉砂质泥 2 1 65 828 8.56 0.214 0.856 主关键层 21 中砂 24 12 64 828 8.56 0.214 0.856 20 泥岩 7 3.5 52 746 8.4 0.48 0.72 19 细砂 2 1 48.5 728 8.4 0.24 0.96 18 泥岩 3 1.5 47.5 746 8.4 0.48 0.72 17 细砂 2 1 46 728 8.4 0.24 0.96 16 粉砂质泥 4 2 45 828 8.56 0.214 0.856 15 中砂 3 1.5 43 828 8.56 0.214 0.856 14 泥岩 3 1.5 41.5 746 8.4 0.48 0.72 13 中砂 25 12.5 40 828 8.56 0.214 0.856 12 泥岩 1 0.5 27.5 746 8.4 0.48 0.72 11 粉砂 4 2 27 837 8.56 0.321 0.749 10粉砂质泥21258288.560.2140.8569 中砂 3 1.5 24 828 8.56 0.214 0.856 8 泥质粉砂 4 2 22.5 846 8.56 0.428 0.642 7 泥岩 2 1 20.5 746 8.4 0.48 0.72 6 中砂 3 1.5 19.5 828 8.56 0.214 0.856 5 泥质粉砂 6 3 18 846 8.56 0.428 0.642 4 粉砂 2 1 15 837 8.56 0.321 0.749 亚关键层 3 中砂 16 8 14 828 8.56 0.214 0.856 2 粉砂 8 4 6 837 8.56 0.321 0.749 直接顶 1 中砂 4 2 2 828 8.56 0.214 0.856煤层847.8实验结果表明,如图2所示,模拟岩层制作成功,在开挖过程中出现的覆岩运移与理论研究中的岩层移动规律基本吻合。