基于FLAC~(3D)的隐患空区识别研究

以河北某银(金)矿采空区为研究背景,通过建立FLAC~(3D)数值模型,研究分析了采空区周围的应力、位移、塑性区分布情况。研究结果表明,27个空区中的4个属于隐患空区中的关键空区,需要在下步残矿回采方案制定过程中重点研究和优先治理;14个空区局部可能出现破坏,需要结合残矿回采方案确定合理治理顺序和方案。研究过程及结论可供空区治理方案研究及类似矿山参考。     

湖南某金属矿山地下采空区稳定性分析及其对地表稳定性的影响研究

长期存在的采空区给地表居民带来巨大的安全隐患。本文建立了湖南某金属矿山地下采空区数值模拟计算模型,并采用自编接口程序绘制了模型相关剖面位移等值线等图,进而对该采空区对地面沉降的影响进行了分析研究。结果表明,采空区顶板的变形对地表有较显著的影响,必须立即进行处理。最后还提出了合理的采空区处理措施,以保障后续开采工作顺利、安全地进行。     

金厂峪金矿基于FLAC~(3D)的残矿回收与空区处理采矿方法优化

金厂峪金矿近年来井下空区数量不断增大,空区条件愈加复杂,可能随时出现地表塌陷等危害,亟需开展废石尾砂胶结充填技术进行空区处理及残矿回收研究工作。根据类似矿山经验,提出4种残矿回收方案,采用FLAC3D分别对4种方案进行数值模拟计算与分析,结果表明:第1种方案的竖向应力、位移沉降、塑性区分布以及最大主应力等指标优于其他方案,并能保证生产过程中的整体安全稳定性,推荐该方案在金厂峪金矿大规模推广应用。     

四川宁南县坪子山滑坡发育特征及稳定性分析

新村乡坪子山滑坡位于四川省宁南县新村乡。该滑坡2011年开始滑动,每年均有小幅度下滑。滑坡的存在威胁着下方村民的安全。在野外调查的基础上,对该滑坡的地质环境条件、变形破坏特征、演化过程和破坏机制等进行了初步分析。同时,采用FLAC~(3D)软件模拟并结合强度折减法对该滑坡进行了稳定性模拟。结果表明:滑坡目前的主要变形区为中后部,尚未形成贯穿性滑面。但应重视在强降雨、地震等诱发因素作用下,滑坡滑面的贯通及其产生的失稳。     

基于三维激光扫描空区精细化稳定性分析

地下回采空区探查与稳定性评价是目前众多矿山亟待解决的安全难题之一。以某旅游平硐为工程案例,采用BLSF移动式三维激光扫描测量系统现场探测并构建了平硐与空区三维点云模型,并据此建立了三维精细化数值分析模型,评估了基于真实形态的空区稳定性。研究结果表明,基于三维激光扫描的精细化数值模拟方法,能够更加准确地刻画空区形态,更加真实地反映空区稳定性特征。典型工程隔离矿柱稳定性良好,但平硐局部区域存在安全隐患。研究为同类矿山的空区稳定性安全评价提供了有益借鉴。     

基于DIMINE-MIDAS/GTS的采空区稳定性分析

随着矿山的开采,形成大量的采空区,采空区的存在严重威胁井下作业人员安全,并影响企业的长期发展。为了保障安全生产,采用室内试验、数值模拟等技术手段针对南川河石灰岩矿井的地下采空区进行了稳定性分析。在室内岩石力学试验基础上,根据Hoek-Brown准则及其强度参数的估计法,对该矿的岩石力学参数进行折算,利用大型三维矿山软件DIMINE建立有限元三维数值模型,结合有限元数值分析软件MIDAS/GTS进行矿山开采及采空区稳定性有限元数值模拟分析。得出结论:老采空区顶板出现拉应力破坏,局部最大拉应力为2.27MPa,易发生冒顶片帮事故;13号矿柱产生主应力集中,处于压应力破坏;采空区周边矿柱仅有少量单元发生塑性破坏,塑性区主要存在于采空区顶板;地表位移沉降较小,矿山采空区基本处于稳定状态。     

基于PFC3D的新型球磨机数值模拟研究

为探索能够提高球磨机生产效率和延长球磨机研磨寿命的途径,利用PFC_3D程序,建立了传统球磨机与变结构球磨机的离散元模型,针对不同转速、不同衬板高度,对磨介运动进行了仿真与分析,确定了辅助结构–旋转档板的位置。通过模拟实验发现,研磨腔内磨球的下落速度由原来的2m/s,增长到了5m/s左右。有效地提高了磨介的冲击力,避免了传统球磨机需要通过改变研磨介质磨粒的质量和滚筒的直径等参数来提高研磨效率的局限性。     

基于FLAC3D某铁矿采空区稳定性数值模拟研究

随着矿山日益开采,形成大量采空区,若发生失稳,将引发地质灾害,危及人民生命财产安全。为了确保生产安全,以某铁矿山复杂采空区空间形态和分布情况为基础,利用3Dmine-Midas/GTS软件耦合技术,建立三维数值模型,并采用FLAC^3D软件进行模拟计算;通过分析采空区围岩、顶板及矿柱的应力、应变、塑性区情况,研究采空区的稳定性。结果表明,南区530,500,470 m中段开采后围岩产生的沉降位移很小,基本在0.1～1.8 mm;围岩压应力值往深部逐渐增大,最大压应力值未超过岩体的抗压强度;大部分采空区围岩均产生了不同大小的拉应力,拉应力值为0～1.44 MPa,均小于岩体的抗拉强度;530 m中段S53C05采空区顶板和与S53C06间的矿柱产生了连续贯通塑性破坏区。     

基于CMS实测的采空区稳定性分析

为研究西部某矿山井下采空区围岩稳定性,结合现场CMS空区探测数据及FLAC软件,建立了空区赋存地质模型,分析了采空区围岩稳定性,并结合岩体破坏判据判定了空区的稳定性状况.结果表明,空区的结构尺寸对空区稳定性影响较大,1号空区因顶板平整,最大沉陷位移及最大拉应力均最大；3号空区虽空区体积及暴露面积均大于1号空区,但因顶板成拱形而使得其整体稳定性比1号空区好.     

基于FLAC3D对某铜矿深部开采地压活动规律研究

介绍了地压活动规律对矿山深部开采的重要影响,通过应用FLAC~(3D)软件对某铜矿59#矿体开采过程中的两种工况进行数值模拟计算研究,发现59#矿体在开采至十五中段时,对围岩扰动较小,不会出现顶板大面积冒落的情况;开采对3#采空区稳定性影响最大,对2#采空区稳定性影响最小;废石充填对维护空区稳定有一定作用,但作用不大;随着59#矿体开采深度的不断增加,其对断层的影响程度也逐渐增加;废石充填对断层稳定性影响较小。从而得出随着开采深度的增加,对围岩扰动越来越大,围岩稳定性降低,顶板发生突然冒落的可能性较大,一旦顶板发生突然冒落,井下会出现较大响声和振动,但由于该铜矿采用崩落法开采,采场上部有大量冒落覆岩,顶板突然冒落不会形成冲击地压。     

基于FLAC3D的上向进路采场结构参数优化

针对玲珑金矿上向进路充填采矿法采场跨度过于保守导致的生产能力低、工人劳动强度高等问题,利用FLAC3D对采场结构参数进行模拟优化,模拟结果表明：在当前的地质条件和技术条件下,采场的极限跨度为8m,鉴于模拟的简化性和现场条件的复杂性,建议生产时采场的跨度不得超过6m;开展工业试验,将采场跨度变更前后的技术经济指标进行对比,试验结果表明：跨度扩大到6m后,损失率和贫化率明显降低,生产效率提高,断面扩大后引入大型凿岩钻孔设备,提高了机械化程度,减轻了工人的劳动强度。     

基于3DMine-Rhino-FLAC3D的多采空区对竖井的稳定性影响分析

矿山不断的深入开采,会遗留下大量采空区,采空区的失稳破坏势必会对位于移动带内的竖井稳定性造成影响,竖井的变形破坏不仅影响矿山正常生产,还将给人们的生命,财产和国家造成重大损失。随着高性能计算机和数值模拟技术的普及,为复杂采空区及竖井的稳定性研究提供了新的解决思路。为了解内蒙古某金矿竖井的稳定情况,在“三维网格堆砌法”的基础上提出了3DMine-Rhino-FLAC_^3D耦合建模的新思路,能够更加精准的反应地表、矿体和采空区的实际情况,提高计算的准确性。对竖井周围的应力、位移、塑性区等方面进行了分析,并提出两种可行的治理措施。1.发现该竖井在658m中段的变形量最大,最大位移量3.5cm左右；2.随着采深的不断加大,虽然在采空区周围的围岩应力有增大的趋势,但在开采过程中对竖井周围应力影响较小；3.通过开挖后主竖井周围围岩仍处于原岩应力状态,未出现剪切和拉伸破坏；4.对两种不同的治理方案治理后的采空区分析发现主竖井的变形速率明显减小,说明两种治理方案均能使井筒变形的到控制,有效提高竖井周围围岩的稳定性。     

高速公路下伏采空区稳定性分析及注浆处理

在查阅相关文献的基础上，运用相关的理论，建立了二维有限元模型，并结合京珠高速公路未阳至宜章段的实际情况，得出了一些结论，以期能为相关的工程起借鉴作用和提供有益的指导。     

基于FLAC3D程序的采空区稳定性分析

空区治理在矿山的安全生产中具有重大的意义.基于拉格朗日算法的FLAC3D程序特别适合于求解岩土力学工程中非线性的大变形问题,这点是非常适合采矿工程的设计研究工作的.通过FLAC3D程序对某金矿的采空区稳定性进行了数值模拟分析,得出了应力应变的分布规律,制定了留间距为30 m×30 m,断面为10 m×10 m永久点柱的空区治理与矿柱回采方案.该矿山的工程实践证实该方案是经济、合理的,FLAC3D数值模拟程序可在空区的稳定性分析中提供科学依据.     

基于MSPS系统和FLAC3D软件的地下开采地表沉陷预测分析

地下开采可能诱发地面建(构)筑物变形及地表环境破坏,造成巨大损失。为研究地下开采后能否消除对地表建(构)筑物的安全影响,以拟采用充填采矿法开采的某金矿为工程背景,依据地下开采地表沉陷理论,运用MSPS和FLAC_^3D相结合的方法,对充填开采后地表沉陷进行预测分析与对比印证,确定矿区充填开采后地面沉陷范围与大小。预测分析结果表明：该矿采用充填法开采,并采取合理的安全对策后,由地下开采所诱发的地面沉陷变量均未超过地面保护对象的地表允许变形值,满足建(构)筑物保护等级的要求;MSPS系统预测的地表最大下沉值偏大,而FLAC_^3D软件预测的地表最大下沉值较小,可能与数值模拟岩体力学参数取值有关,两种方法预测的地表最大下沉值都在允许变形范围内。分析结果对该矿安全设施设计以及类似矿山地表稳定性分析具有参考价值。     

刘庄矿综放工作面采空区“三带”分布规律研究

为了加强对综放工作面采空区“三带”分布规律的研究,本文以刘庄矿1307综采工作面为例,采取计算机模拟和现场实测相结合的方法进行了较为深入的研究,从理论与实践两个方面得出该综采面采空区的“三带”分布情况,为该综采工作面的安全生产提供了理论支持和操作上的指导,同时也为其他工作面和国内其他煤矿采空区防灭火提供了参考依据.     

复杂空区群影响下矿山边坡稳定性数值模拟

以河北某金矿多年开采形成的复杂空区群为背景,利用FLAC3D建立三维计算模型,研究空区群影响下的露天开采边坡稳定性,选取典型剖面计算了边坡稳定安全系数。结果表明：空区的存在对边坡的整体稳定性影响不大,但靠近边坡边帮的空区可能引起边坡的局部失稳;空区经废石非胶结充填方式处理后,边坡安全系数能显著提高,稳定性有明显改善。该研究方法可供类似矿山借鉴。     

光应力计监测采空区稳定性在遂昌金矿的应用

采用光应力计监测遂昌金矿 42 0及以上中段矿柱与围岩的二次应力变化 ,建立采空区稳定性长期观测网点 ,以指导矿柱的回收及空区处理。根据监测结果 ,将采空区稳定性划分为 3个等级 ,目前已安全回收矿柱近 5万t,延长了矿山服务年限 ,取得了良好的经济和社会效益。     

基于PFC3D的地下连续墙槽壁稳定性模拟分析

针对富水砂卵石层地下连续墙成槽过程中槽壁易发生失稳的问题,通过分析相关的研究资料,在明确失稳形式及机理的基础上,设计了改变流速和粒径比的两种模拟试验方案,采用PFC3D颗粒流软件分析了渗流对土颗粒间性质变化的影响。数值模拟结果表明：流速对于颗粒的位移有很大的影响。流速越快,颗粒位移越大,孔隙率越高,墙体所受应力也越大;粒径比对于颗粒的位移同样有很大影响,其表现的作用与流速相似;在有侧限的情况下,颗粒的x向位移在达到极限后会产生z向的分量,使得颗粒向上位移。在实际工程中就意味着在颗粒位移达到一定程度,必然会突破泥膜,导致土体内细颗粒的流失,土体孔隙率增大,最终使得槽壁发生垮塌。