地下矿山采场顶板厚度数值模拟研究

首先用结构力学解析法计算对顶板沉降量,估算出能维持顶板稳定的厚度取值范围;然后运用FLAC3D软件建立了开采环境再造采场数值模型,并对不同厚度顶板进行模拟计算,揭示了顶板厚度对采场稳定性、应力分布以及顶板沉降量的影响规律。模拟结果得出,顶板厚度是6 m时的最大沉降量为6.376 cm,可满足矿山安全要求;同时,兼顾顶板施工工艺、构筑成本,得出顶板的最小安全厚度宜取6 m。研究结果对指导采矿设计具有重要意义。     

地下矿山采场顶板厚度数值模拟研究

通过结构力学解析法对顶板沉降量的计算,估算出能维持顶板稳定的厚度取值范围,运用FLAC3D软件建立了开采环境再造采场数值模型,并对不同厚度顶板进行模拟计算,揭示了顶板厚度对采场稳定性、应力分布以及顶板沉降量的影响规律,表明了塑性区、应力扰动范围以及沉降量都随着顶板厚度的增加而减小,且减小的幅度趋缓。以顶板沉降量为判据,模拟结果得出,顶板厚度是6m时的最大沉降量为6.376cm,满足矿山安全要求;同时,兼顾顶板施工工艺、构筑成本和服务年限,得出顶板的最小安全厚度宜取6m。     

基于开采环境再造结构稳定性判别与支护设计

在综合评价现有岩体稳定性评判方法的基础上，选用普适性较好的弹塑性位移相对比值判别方法作为岩体稳定性的判据。将该方法应用到新疆喀拉通克铜镍矿，得出在采矿过程中其结构顶板会失稳破坏的结论；设计采用预应力长锚索对顶板进行支护，并运用FLAC^3D软件对锚索支护网度进行优化设计。研究结果表明，当采用4m×6m锚索支护时，弹塑性位移比值θn=0．91，远小于结构破坏的临界值，能维持顶板稳定性；同时该方案下塑性范围及锚索最大轴力变化较小，故得出4m×6m锚索支护为最佳支护方案。     

基于核磁共振技术的岩体爆破损伤试验研究

评价岩体爆破损伤程度及其范围对工程爆破参数设计和岩体结构支护具有重要指导意义。在综合分析当前岩体爆破损伤研究方法的基础上,引进核磁共振检测技术,从研究爆破作用导致岩石损伤的本质着手,以岩石孔隙度、横向弛豫时间T2谱等参数为判据,以及核磁共振成像技术这一直观方式定量确定岩体爆破损伤范围。同时,结合超声波测试和岩石力学强度测定等技术手段对核磁共振结果进行比较和论证,并研究核磁共振特征与岩体强度之间的相关性,得出核磁共振孔隙度与单轴抗压强度之间的呈指数分布,并建立单轴抗压强度的预测模型。研究结果表明,核磁共振技术具有较高的实用性和准确性,为研究爆破岩体损伤开辟一种新的技术手段。     

采矿环境再造地下人工结构稳定性综合方法研究与应用

采矿等地下空间工程的稳定性研究一直是岩土工程界关注的热点问题。在分析、总结近年来国内外地下结构稳定性研究成果的基础上,尝试将数学解析法、经验类比法、相似模型试验法、数值模拟法以及现场监测法有机结合起来,提出研究地下人工结构稳定性的综合分析方法。将该综合分析方法应用到工程实践中,探讨在松软破碎矿岩条件下通过采矿环境再造技术实现矿石安全、高效回采的可行性。研究结果表明,该综合分析方法具有可操作性和实用性,可为此类复杂问题提供科学参考。     

矿房留矿堆浸采矿方法研究与应用

矿房留矿堆浸采矿法是一种新型的采矿方法,它集采矿工艺(包括采准、切割、凿岩爆破、落矿筑堆、部分出矿和空区处理)和矿石浸出工艺(包括布液、渗滤浸出、集液、回收含富液并处理)于一体,将留矿法和堆浸法有机结合,优势互补,以克服两者的不足。通过可行性研究和采矿方法试验,研究结果显示采用矿房留矿堆浸采矿法能够省去矿石提升、充填采空区,提高浸出率以及减少环境污染,具有重大的经济效益和环境效益。     

地下矿山采场顶板厚度数值模拟研究

通过结构力学解析法对顶板沉降量的计算,估算出能维持顶板稳定的厚度取值范围,运用FLAC3D软件建立了开采环境再造采场数值模型,并对不同厚度顶板进行模拟计算,揭示了顶板厚度对采场稳定性、应力分布以及顶板沉降量的影响规律,表明了塑性区、应力扰动范围以及沉降量都随着顶板厚度的增加而减小,且减小的幅度趋缓.以顶板沉降量为判据,模拟结果得出,顶板厚度是6m时的最大沉降量为6.376cm,满足矿山安全要求;同时,兼顾顶板施工工艺、构筑成本和服务年限,得出顶板的最小安全厚度宜取6m.     

中深孔爆破动载荷下块石充填体强度响应研究

为分析地下中深孔爆破动力载荷作用对充填体安全稳定性的影响和论证废石注浆构筑人工矿柱技术可行性,结合卡房分矿试验采场工程实际,在物理力学试验的基础上,利用LS-DYNA软件对充填体在连续微差爆破动力载荷下的强度响应进行了数值模拟试验。研究结果表明:预裂缝对爆破载荷作用具有明显的减弱效果,且减弱效果随预裂缝的长度增加而递增,当预裂缝长度为爆破落矿宽度2倍时,振动峰值降低83.07%,最大拉应力降低91.14%,能够满足充填体强度要求。在预裂缝存在的情况下,振动主频降低,衰减周期增长,需要更大的微差时间对振动主相进行分离,但是随微差时间进一步增加,降振效果趋缓。数值模拟结果分析表明,选用合理的爆破参数可以对块石充填体人工矿柱进行中深孔爆破。     

空区激光自动扫描系统(CALS)的研究与应用

地下采空区的存在严重威胁着露天开采作业安全。分析了采空区带来的安全隐患和主要危害,总结了当前采空区探测中使用的主要方法和手段。并以河南栾川三道庄钼矿为例,运用空区激光自动扫描系统(CALS)对以前地采留下的采空区进行了详细、系统的探测,基本查明了采空区的分布、大小和贯通关系,为该矿由地下生产转入露天开采的空区处理提供了相对可靠的决策依据。