复杂环境下采场结构参数优化与自适应表征分析

复杂矿体条件下的采矿结构参数是矿山合理安全开采的关键。以卧虎山矿29线附近矿体为研究对象,运用3DMine-Midas-Flac3D耦合建模数值模拟技术,精细化构建三维实体和网格模型,考虑采场跨度和高度,均匀设计15组试验方案,以岩体力学参数的中间值为计算基础参数,获得不同采场跨度和高度下采场的拉压应力、位移和塑性区分布规律,从复杂条件的参数区间自适应优化采场结构参数。研究结果表明:①矿体开挖后,采空区顶底板出现了拉应力集中,特别是在两个采空区之间所留下的间柱之间、回采采场中间的矿柱是塑性区集中区域;②分析各方案中一步骤采场回采完毕后采空区的稳定性状况,确定方案七和方案十二的采场稳定性较好;③对采场不同结构参数下自适应性表征分析,得出方案七的自适应性更强,为最佳采场结构参数,即采场长30m,跨度12. 5m,高度12. 5m,预控顶高度3. 5m。     

卧虎山铁矿采场极限暴露面积回归优化模型

地下矿山开采中,合理的采场暴露面积是保障采矿作业安全的前提,采场暴露面积作为地下采场的主要结构参数需要进行优化。以卧虎山矿27-31线为研究对象,运用3DMine-Midas- Flac^3D耦合建模技术,构建了地表、矿体和采场的精细化模型,在采场长度参数为30 m和40 m的条件下,设计了10种采场暴露面积计算方案,通过数值模拟获得采场顶板最大拉应力和两帮最大压应力,基于此建立了采场暴露面积与顶板最大拉应力及两帮最大压应力的回归优化模型,在有安全系数的保障下确定了采场极限暴露面积。研究结果表明：（1）经采场稳定分析,最大压应力主要出现在采场两帮的围岩,而最大拉应力出现在顶底板;（2）通过建立采场暴露面积与最大拉应力和最大压应力的回归函数关系曲线,获得暴露面积与应力的关系规律,即在相同采场暴露面积条件下,采场越长则拉应力越小,而在相同拉压应力限值情况下,采场越长则极限暴露面积越大;（3）以矿山生产安全系数1.3为基数,通过回归函数曲线规律,根据采场矿体的赋存条件,以30 m和40 m的采场长度值,确定卧虎山矿的极限暴露面积分别为450 m²和600 m²。当岩体力学参数改变时,亦可采用回归函数曲线规律自适应判定采场极限暴露面积和采场跨度。     

铝土矿采场矿石顶板承载机理与厚度优化

基于弹性薄板理论,分析矿石顶板破坏的主要规律,推导矿石顶板的厚度求解公式.研究结果表明:矿石顶板中心的拉应力是矿石顶板破坏的主要原因,根据该点的极限破坏条件推导出矿石顶板的厚度求解公式;以某铝土矿第10采场为工程案例,经过求解,该采场最优矿石顶板厚度为0.36 m,考虑安全系数为1.3,设计矿石顶板厚度为0.5 m;在...     

地下矿山采场结构参数的核主成分分析法优化

针对华联矿业卧虎山矿地下开采工程技术条件, 采用正交法设计了9组试验方案, 基于Dimine-Midas/GTS-FLAC^3D耦合技术建立了采场计算分析模型, 获得了不同参数下采场的力学特征值, 确定了最大拉应力等9个评价指标, 利用核主成分分析法建立了采场结构参数的综合评价模型, 基于评价函数值优选采场结构参数。结果表明, 运用正交试验, 有效减少了计算的工程量, 提高了分析效率, 获得了不同采场结构参数和充填强度下的力学特征值; 核主成分分析方法确定最优采场结构参数为矿柱宽3 m、采场宽10 m、矿柱高12.5 m、充填体弹性模量0.1 GPa; 与主成分分析法结果对比, 2种方法评价结果基本一致, 证明了核主成分分析的适用性, 更加突出了多因素的综合评价特征。