紫金山金铜矿露天地下联合开采隔离矿柱厚度数值模拟研究

对于露天与地下联合开采矿山,确定隔离矿柱的厚度过薄,易造成露天底隔离矿柱突然间崩落,反之留得过厚又会造成矿产资源的浪费,通过数值模拟手段对露天开采底部标高为+652~592 m时的露天与地下开采模型进行分析研究,并通过拟合得到隔离矿柱厚度与最大拉应力的关系曲线,确定了紫金山金铜矿露天地下联合开采的隔离矿柱合理厚度,对矿山露天与地下的正常生产以及露天采场边坡的稳定性和地下采场的稳定性有一定的指导意义。     

采矿方法转变中的隔离矿柱稳定性分析

隔离矿柱在矿山开采中对维护矿山稳定具有重要的作用。结合某矿的实际情况,在矿山进入深部开采并转变采矿方法的过程中,采用极限平衡理论计算得出了隔离矿柱厚度为10 m。应用二维数值计算软件RFPA对其稳定性进行了分析研究。结果表明,留设10 m隔离矿柱可以维持采场的稳定,满足矿山生产的要求。     

冬瓜山铜矿隔离矿柱开采方法及稳定性分析

叙述了冬瓜山铜矿采用大直径深孔嗣后充填开采法进行多个采场同时开采,嗣后一次全尾胶结填充采空区的做法;同时通过数值计算软件模拟3种采场结构参数,分析采场的稳定性。计算结果表明：当采场长度越长,采场宽度越大时,围岩里面的最大主应力越大;当采场宽是14 m,长是28 m,永久矿柱厚度是4 m时,采场塑性区范围最小;此组参数被定为隔离矿柱的最终采场结构参数,实现了隔离矿柱的安全高效开采。     

L27号脉矿柱及采空区稳定性数值模拟分析

根据某金矿L27号脉矿柱及采空区分布情况,采用Midas-GTS、FLAC3D等软件完成了934～1054 m中段采空区数值建模及开采过程的仿真计算,发现顶底柱和间柱塑性区破坏程度较轻,矿柱及采空区整体稳定,未出现明显的塑性贯通区,但存在局部的片帮和冒顶现象。所有空区顶底板的垂直位移量控制在10 cm以内,不会产生大规模的破坏,仅下盘围岩产生小范围的拉伸破坏。     

多空区条件下崩落放顶过程的地压显现与矿柱稳定性研究

针对柿竹园多金属矿空区处理现状,采用FLAC3D软件对崩落放顶过程进行了数值模拟分析,模拟结果反映了采空区范围的地压活动规律及矿柱稳定性变化情况,对同类多空区矿山开采具有积极的指导意义。     

地下采空区矿柱稳定性分析

针对某地下采空区矿柱稳定性问题,在现场工程地质调查的基础上,按照ＮＣｉ岩体质量分类法对该矿区岩体质量进行了分类,并由此对其岩体强度作出了估算。运用点安全系数法和可靠度分析法分别计算了矿柱的点安全系数和可靠指标,结果表明采空区矿柱处于稳定状态,所得结论与工程实际比较吻合。     

矿山隔离矿柱回采稳定性分析及开采方案研究

冬瓜山铜矿在进行完大规模1步骤矿房回采和2步骤矿柱回采后,形成了大量的采空区和充填采场,致使岩体应力分布十分复杂,盘区隔离矿柱的回采条件已发生根本性改变。通过对开采状态的调研分析,以52-54线隔离矿柱为例,提出了2种隔离矿柱回采方案,从开采难度、矿石回收率、采切工程量等方面进行了对比分析,并结合数值模拟软件FLAC^3D对2种矿柱回采方案进行了模拟。模拟分析显示：方案1隔离矿柱在回采过程中侧壁出现了较大的位移,容易形成侧壁垮塌,并且其塑性区面积较大;方案2在隔离矿柱回采后,采场侧壁位移很小,对于在回采过程中出现的应力集中区域,减小矿房跨度,避免矿壁受到进一步破坏,回采作业对围岩的影响最小。通过综合比较,认为方案2较为合理,为可行性较高的方案。     

石膏矿隔离矿柱留设厚度数值模拟研究

隔离矿柱留设对采空区上部矿体的安全回采起着至关重要的作用.以某地下开采的石膏矿为工程实例,借助FLAC3D数值模拟软件建立了数值模型,在采用房柱法开采下部矿体,形成众多采空区的条件下,对采用无底柱分段崩落法回采上部矿体进行了数值模拟,分析了回采过程中隔离矿柱的应力、位移、塑性区发展变化情况,结果表明,隔离矿柱的最小厚度应为37 m.     

矿柱崩落法处理采空区的数值模拟

非法开采在木架山下形成了37 5万m2的采空区,提出用矿柱崩落法处理W143～W150勘探线间的采空区。应用三维有限元程序ANSYS和三维水力耦合分析程序EPSCA3D模拟了采空区处理过程。结论表明,按设计崩落矿柱,可引起顶板冒落,不会发生大规模的地表沉陷和岩体移动,不会影响后续生产安全。由于水力耦合,采空区处理引起岩移量降低。     

基于三维数值分析的大桥磷矿采空区稳定性研究

为了得到大桥磷矿采空区与矿山稳定性,采用MIDAS-GTS/NX有限元数值模拟软件,建立了采空区—矿柱—矿山三维力学分析模型,采用非线性静力分析方法对大桥磷矿采空区开展了数值模拟研究。研究结果表明:矿柱剪应力大小与矿柱横截面的大小没有直接的关系,矿柱剪应力的大小与上覆岩层厚度有直接联系。采空区埋深对采空区矿柱的剪应力与矿柱轴向应力均有很大的影响,上部岩体的重力较小,矿柱产生的剪应力与轴向应力较小。矿山没有产生大面积的塑性区分布,矿山稳定性良好。研究结果可以为相似矿山提供参考。     

急倾斜金矿体防水隔离矿柱预测研究

根据某金矿I2矿体的水文及地质特征和采矿方法,运用理论计算得出了矿体防水隔离层厚度,并采用有限元数值模拟计算软件Phase2分析了开采区域围岩变形和破坏特征。结果表明,理论计算与数值模拟计算结果基本吻合,确定防水隔离矿柱厚度为87.95 m。     

非连续采空区矿柱力学分析的数值模拟

为探讨非连续采空区矿柱力学原理,通过FLAC3D数值模拟技术,对下向水平分层进路式胶结充填采矿法开采形成的非连续采空区中矿柱的受力状态进行了分析。研究表明,非连续采空区中矿柱所受的力主要为覆岩的自重应力,水平应力对其影响不大;随着埋深的增加矿柱承受的垂直方向的力近似呈直线增加;随着非连续采空区跨度的增加（进路数量增加）,非连续采空区受垂直方向的应力逐渐由围岩两侧向矿柱中间过渡。     

某石灰石矿隔离矿柱厚度的确定

根据对某石灰石矿的现场工程地质调查、评价以及室内岩石力学实验等,确立了该矿的岩体力学参数。采用三种理论方法以及数值模拟技术对该矿的隔离矿柱厚度、目前采空区及下步采场的稳定性进行了分析,得出该石灰石矿采空区下开采的结构参数为矿房15 m,房间柱12 m时,维持该矿上下分层稳定的隔离矿柱厚度应在12 m以上。     

石膏矿采空区积水对矿柱稳定性的影响分析

以矿柱支撑体系为核心的房柱式采矿方法,采空区的稳定性状态是由矿柱和矿房顶板两个基本要素共同决定的。以湖南某石膏矿为例,结合室内力学参数实验,采用Bie-niawski强度公式和二维弹塑性有限元分析程序,分别对干燥采场和泡水采场的矿柱稳定性进行了对比分析。实验结果表明,石膏矿石泡水后其抗压及抗拉强度分别降低至78%,62%。矿柱安全系数计算结果表明,矿柱长期泡在水中,其安全系数下降较大,对采空区稳定性有较大的影响。     

矿柱及围岩对采空区破坏影响的数值模拟研究

顶板冒落、巷道底鼓和矿柱破坏是采矿过程中的重要岩石力学问题．开展采空区稳定性方面的研究,对保证矿山持续发展和人民生命财产安全有非常重要的意义．运用岩石破裂过程分析软件RFPA^ZD,采用不同的顶板、底板和矿柱岩性对采空区的破坏过程进行了数值模拟研究．模拟结果再现了采空区从变形到破坏的全过程．结果表明,不同的顶板、底板和矿柱岩性对采空区的破坏过程影响很大．从整个采空区的破坏过程来看,依不同的岩性对比,采空区有不同的破坏特点,微破裂均首先在软弱处产生,并由此扩展以至顶底板和矿柱破坏．     

采空区群失稳模型构建及隔离矿柱安全厚度研究

许多金属矿山存在采空区群安全隐患。基于CMS对某矿山的采空区群开展定期探测,形成动态监测机制,精确获取采空区群三维边界;研究构建空区群连锁式失稳模型：基于突变理论分析方法,构建了采空区顶板-隔离矿柱力学模型,提出隔离矿柱失稳的判据,计算合理的隔离矿柱安全厚度,阻断空区群连锁失稳过程。运用数值模拟验证了计算结果的合理性。研究表明通过精确控制隔离矿柱的安全厚度,可有效阻断空区群连锁失稳导致的工程灾害;计算结果为下一步资源回采方案提供了设计参考。     

北衙露天转地下开采隔离矿柱的稳定性分析

露采边坡和隔离矿柱稳定性分析是露天转地下矿山经常面临的问题,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。根据北衙金矿矿段隔离矿柱的厚度以及边坡工程地质条件,采用有限差分法数值软件对露采转地下的隔离矿柱进行了不同厚度的模拟计算。结果表明,露采边坡在地下开采期间隔离矿柱设为50m较为可靠,边坡基本处于稳定状态,为该矿体安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

近地房柱法矿柱尺寸对石膏矿采空区稳定性影响研究

为确保某石膏矿地下矿体回采不影响地表大面积变形和塌陷,对其所预留的矿柱尺寸大小与采场稳定性关系分析,由面积承载理论构建简易混合矿柱模式,得到矿柱安全系数随矿柱宽高比增大而增大的结论。采用FLAC3D软件模拟地下开挖过程采场周围岩体应力应变变化情况,结果表明:预留矿柱在3 m及以上时,能较好的维护采场稳定,不会出现较大的塑性破坏,满足地表非重要建筑物的安全要求。     

紫金山金铜矿采空区处理方案对比分析

紫金山金铜矿是一座上金下铜的特大型金属矿床,采用露天与地下联合开采,地下开采于2010年结束,为了消除460~580 m采空区对露天开采带来了的安全隐患,保障目前露天开采的顺利进行,提出了3套采空区处理方案,通过技术经济、施工进度以及安全性等综合分析得出最适合的处理方案,保障了矿山的安全生产,实现了资源综合利用。     

数值计算在采空区稳定性评价中的应用

针对某矿体采空区不断扩大和变化，导致采空区围岩极不稳定，安全事故隐患极大的情况，采用ANSYS有限元数值计算分析了庐矿体采空区不稳定部位，此外还分析了围岩不稳定的影响因素，根据研究成果采取了相应的技术措施，提高了采空区的安全感，收到了很好的安全、社会、经济效益。