基于PFC2D的自然崩落法数值模拟

云南普朗铜矿是一个新建的大型铜矿山,矿山设计采用自然崩落采矿法。自然崩落法底部结构受力规律尚不明确,为了研究矿山开采中底部结构受力变化,采用PFC2D数值分析软件,针对普朗铜矿3720水平首采区地质条件及岩体物理力学参数建立计算模型并简述了岩体微观参数与宏观参数之间的关系。同时模拟分析三种拉底宽度及放矿过程中底部结构应力变化规律。结果表明:三种拉底宽度下,应力重新分布后应力集中在拉底推进线前方50~80m内,应力集中区应加强支护。随着拉底宽度的增大,峰值应力随之增大,在45m拉底宽度下最大应力达到22 MPa。在放矿时,放矿漏斗侧壁及眉线处会产生高动态应力,不利于底部结构的长期服役。研究所得结果可以对矿山支护起到指导作用。     

基于PFC2D自然崩落法数值模拟

云南普朗铜矿是一个新建的大型铜矿山,矿山设计采用自然崩落采矿法。自然崩落法底部结构受力规律尚不明确,为了研究矿山开采中底部结构受力变化,采用PFC2D数值分析软件,针对普朗铜矿3720水平首采区地质条件及岩体物理力学参数建立计算模型并简述了岩体微观参数与宏观参数之间关系。同时模拟分析三种拉底宽度及放矿过程中底部结构应力变化规律。结果表明：三种拉底宽度下,应力重分布后应力集中区范围集中拉底推进线前方50m-80m内,应加强支护。随着拉底宽度的增大峰值应力随之增大,在45m拉底宽度下最大应力达到22MPa。在放矿时,放矿漏斗侧壁及眉线处会产生高动态应力不利于底部结构的长期服役。研究所得结果对矿山支护起到指导作用。     

铜矿峪铜矿拉底方式优化研究

铜矿峪铜矿采用自然崩落法开采,随着向深部开采原岩应力不断增加,为改善拉底过程中的应力环境,保证底部结构的稳定,采用FLAC3D对拉底过程中前进式和后拉底两种方式进行了模拟分析。结果表明采用前进式拉底时底部结构所在区域的应力环境具有明显的改善。     

普朗铜矿地压综合监测数据分析与研究

普朗铜矿在运用自然崩落法进行拉底推进和出矿作业过程中,在断层构造影响下,面临底部结构围岩破坏变形和地表不均匀沉降等问题。因此,普朗铜矿采用微震、应力和三维激光扫描综合监测系统,对开采过程中矿山地压状况进行监测和分析。结果表明：西沿拉底推进对首采区岩体稳定性影响较大;采区南部底部结构应力变化相对频繁;地表塌陷区东部区域与沟底核心区域沉降速度最快。以上研究结果为矿山调整拉底、出矿和二次支护计划提供了参考依据,起到了良好效果。     

矿块崩落法拉底过程中底部结构应力分布及其参数优化

文章根据铜矿峪铜矿开采条件,运用边界元法进行了矿块崩落法拉底过程中应力分布规律的研究。根据不同拉底参数和底柱高度以及巷道布置,讨论了底部周围岩石的应力集中特性。在此基础上,分析了拉底参数对矿体崩落系数和底部稳定性的影响。运用线性规划方法研究了满足崩落和稳定条件与单位矿石掘进支护成本最小的拉底参数优化问题。     

自然崩落法底部结构稳定性监测研究

为了掌握自然崩落法开采过程中底部结构的稳定性,采用微震监测与应力监测技术对普朗铜矿底部结构进行监测,分析出矿过程中底部结构稳定性变化规律,研究拉底推进、构造应力对底部结构稳定性的影响,评估底部结构发生失稳的风险程度。结果表明:断层构造是影响普朗铜矿底部结构稳定性的主要因素,断层下盘为开采过程中地压风险程度较高的区域;聚矿槽放矿作业不及时、不均衡将导致底部结构局部区域产生应力集中,通过增加放矿量可以调节底部结构应力分布;拉底推进线前方45 m范围内易产生应力集中,是需要强化支护的重点区域。     

自然崩落法底部结构应力分布的研究

中条山有色金属公司铜矿峪铜矿引进了美国自然崩落法技术。为研究该法在拉底、崩落过程中底部结构的应力分布及其变化，在首采区段内，利用多种监测手段对底部结构的应力和变形进行了全面系统地监测。本文是在此基础上，叙述了自然崩落法在开采过程中底部结构应力分布及其变化特点，并对底部结构的稳定性进行了分析和评价。     

自然崩落法拉底过程底部结构稳定性研究

自然崩落法技术要求高,涉及的岩石力学问题也非常复杂,不同拉底方式拉底过程中,底部出矿结构所受应力状态不同,稳定性也不同。以普朗铜矿相关条件为依据,采用数值模拟方法对自然崩落法开采拉底过程中底部结构的应力变化进行研究。分析研究表明:前进式拉底过程中,拉底推进线后方45m左右区域应力逐渐发生释放,最大主应力减小到10MPa左右,底部结构整体稳定性要好于后拉底,出矿水平最小主应力处于岩体抗拉强度范围内,且新增塑性区符合前进式拉底特点。因此,前进式拉底利于维护底部结构的稳定性。     

两种拉底方案的底部结构应力变化对比分析

根据某铜矿工程地质条件和开采设计情况,针对两种拉底方案,采用FLAC3D有限差分软件建立了简化的数值模型,对出矿穿脉、拉底巷道、拉底作业和聚矿槽等一系列工程施工开挖后,采场底部结构的应力变化进行了模拟分析研究。研究结果表明:阶梯状拉底线前进式拉底的方案中最大主应力集中区域位于拉底推进线前方的桃形矿柱中,聚矿槽处于拉底作业的应力释放区。V形拉底线后拉底的方案中最大主应力集中区域位于拉底区域下方的桃形矿柱中,聚矿槽处于拉底推进线前方的高应力区。     

自然崩落法采区地压活动控制技术研究

某铜矿自然崩落法矿山自生产以来底部结构反复受压,造成巷道破坏,为生产带来极大困扰。矿山针对不同的来压情况及破坏形式进行支护试验,并利用沉降观测、微震监测和应力监测等手段对底部结构围岩、支护结构进行监测。经过现场支护试验研究与现场监测,发现断层带最有效的支护方式是刚柔并济,并从超前支护、控制拉底推进线、控制出矿等方面总结出了采场地压活动控制技术。该方法对底部结构地压活动控制具有指导性意义,可为自然崩落法矿山或地压较大的矿山提供参考。     

自然崩落法底部结构应力状态研究

以普朗铜矿为研究背景,通过分析拉底工程在自然崩落法中的重要性,应用FLAC3D数值模拟软件,研究拉底过程中,逐渐增大拉底推进线尺寸时,底部结构应力状态的分布情况,得到一个聚矿槽开挖距拉底推进线较有利的距离。并且,在实测地应力的基础上,通过改变水平构造应力值,研究了4种不同应力状态下,底部结构的应力分布情况,分别得出有利于矿石崩落及底部结构稳定的应力状态。该研究成果将对自然崩落法矿山的采矿工艺设计和安全生产具有指导作用。     

基于FLAC3D的主层开采对副层底部结构稳定性的影响研究

以自然崩落法开采的铜矿峪铜矿4^#矿体为研究背景,通过对主副层三维建模,并利用FLAC^3D软件对554 m主层开采扰动下614 m副层底部结构稳定性变化进行数值模拟,以对底部结构的应力分布规律和塑性区进行分析。结果表明,由于叠加压力拱效应,主副层交界处以及副层拉底推进线前方底部结构压应力集中程度会随着主层拉底和落矿增大而增大; 因主层开采,副层底部结构拉底空间下方出矿穿脉和桃形矿柱拉应力一定程度减小,使其不易超过岩体抗拉强度; 必须采取措施使压力拱范围内底部结构强度高于拱角应力强度,以避免推进线前方底部结构发生破坏。     

矿块崩落法混凝土底部结构应力应变监测研究

本文介绍了铜矿峪铜矿矿块崩落采矿法试验中矿块底部结构地压监测研究成果。在研究过程中应用ＪＸＨ－２型混凝土应变计对矿块崩落法混凝土底部结构的应力应变进行了系统的监测，不仅摸清了在拉底及崩落出矿过程中，出矿巷道的应力应变变化规律，以及出矿巷道在生产过程中的２个破坏危险期，而且为矿块崩落法巷道支护及地压控制提供了依据。     

自然崩落法开采过程中底部结构稳定性规律研究

采用应力、位移手段,并结合开采过程中底部结构岩体破裂裂隙宏观现象统计情况,综合对普朗铜矿矿区回采过程中底部结构稳定性规律进行研究,得出该地质条件下拉底推进过程对底部结构应力影响范围为推进线前后20m左右,同时基于应力与微震监测数据,得出底部结构开采过程中稳定性受断层影响较大,底部结构断层揭露线附近30m易诱发较大的应力集中,该范围内的岩体需要有针对性地进行二次支护。     

普朗铜矿自然崩落法采矿底部结构稳定性研究

本文通过对国内最大的自然崩落法采矿基地——普朗铜矿的进行地应力反演,并对矿体进行岩石力学特征评价,并对前期运营过程中底部结构的所受的应力状态进行了研究,以及对矿区采场中在拉底及出矿过程中,巷道的稳定性特征及破坏规律进行了对比分析,并且针对上述规律提出了普朗铜矿前期底部结构稳定性防护措施,对采矿实践有一定的指导作用。     

某铁矿深部采矿方法优化研究

为尽可能提高某铁矿深部开采回采效率,对其进行了综合研究分析。根据矿山的赋存、现阶段开采情况及各底部结构的设计参数,结合采场的高度、深孔凿岩的工程量确定在高度小于40m时采用盘区分段凿岩阶段空场嗣后充填法;当高度大于40m时采用盘区大直径深孔阶段空场嗣后充填法。底部结构优化后,拉底高度为3.0~3.5m,采场拉底完成后进行深孔施工,出矿效率明显改善。     

普朗铜矿自然崩落法开采过程综合在线监测技术研究

自然崩落法采矿过程中,顶板冒落规律掌握、底部结构稳定性情况、地表沉降趋势监测及控制等,不仅关系开采过程人员和财产安全问题,更是决定自然崩落法能否成功用于普朗铜矿的关键。采用微震、三维激光扫描、TDR、钻孔电视、应力位移等技术,综合对普朗铜矿顶板冒落规律、底部结构变化情况、地表沉降实时显现进行在线监测,并通过统一平台对数据进行综合联动展示和分析。该综合在线监测技术应用,控制了崩落面和松散矿堆之间的高度,避免上覆矿岩大范围崩落产生空气冲击气浪;优化了拉底推进与底部结构开口之间的空间位置关系;解决了底部结构矿柱二次加强支护时机及措施选取问题;实现了地表稳定均匀沉降。综合在线监测技术在普朗铜矿得到很好应用。     

普朗铜矿底部结构应力变化模拟分析研究

根据普朗铜矿底部结构设计以及工程施工的先后顺序,应用FLAC~(3D)数值分析软件,建立等比例模型,对出矿穿脉、拉底巷道、出矿进路、拉底作业、放矿漏斗等一系列工程施工开挖后,采场底部结构的应力变化进行了模拟分析研究。研究结果表明:放矿漏斗施工完成后,聚矿槽四周产生应力集中区,出矿进路眉线处顶、底板为最大主应力集中区域,需要加强支护。     

冬瓜山铜矿深部采场充填技术

冬瓜山铜矿为一大型深部开采矿山。针对该矿深部采场倾斜底部结构的特点,结合采场充填挡墙受力分析,在深部采场充填过程中采用了一系列的技术措施,使得采场充填工作顺利实施,并取得了显著的效果。     

某铜矿微震监测系统台网设计及精度分析

深部开采中高地应力作用下产生的地压灾害问题，严重制约了矿山的高效安全生产。针对某铜矿在拉底过程中产生的严重地压问题，根据实际情况，建立了一套48通道组成的全数字型微震监测系统，详细设计了微震系统布局，并通过室内震源定位精度分析，得出在监测范围内，定位精度可以达到5 m，微震系统灵敏度为里氏震级?1.8~?1.0，可以满足矿山地压监测要求，为矿山进一步开展地压监测和防控研究奠定了基础。