夏甸金矿深部矿体采场回采顺序优化与应用

在金属矿山地下开采中,采场结构参数的布置和采场回采顺序规划对矿山深部开采的安全具有重要作用。为了优选出最佳的井下回采顺序方案,基于客观定权方法建立了最大主应力、最小主应力、顶板沉降位移和技术经济指标等综合评价指标体系。采用CAD-Midas(GTS NX)-FLAC~(3D)耦合数值建模方法,建立了矿体的网格模型,并对平行回采与阶梯回采不同方案下的采场回采顺序进行模拟分析,通过构建的CRITIC赋权评价模型对井下不同回采顺序进行了综合评价。结果表明:采场最大主应力,顶板沉降位移在平行回采与阶梯开采中均呈现随间隔距离的增加而减小的趋势,在相同进路布置方式下,阶梯回采的最大主应力与顶板沉降位移小于平行回采;不同回采方案的采场最小主应力仍然为压应力,不存在拉应力,最小主应力也随着距离的增加而减小;隔三采一的阶梯回采的进路压力与顶板沉降位移较小,采场开采更稳定。客观定权法综合评价模型评价结果均表明,隔三采一的阶梯回采方案为采场回采的最优方案,矿山应用后的结果证明了荐优方案的正确性。     

基于模糊物元模型的矿房回采顺序方案优选研究

以某矿山矿体开采为研究对象,提出了波浪型开采、倒V型开采和斜线型开采等3种回采方案。利用FLAC^3D对3种方案进行回采顺序模拟,给出了各方案回采顺序对采场应力、位移以及塑性区的影响趋势。在此基础上选取最大主应力、最大拉应力、顶板沉降位移、底板鼓起、边帮水平位移和塑性区体积共6个评价指标构建了模糊物元评价模型,采用变异系数法确定各指标值的权重,最终确定3种方案的关联度分别为0.9190,0.9774,0.9251,按照最大关联度原则确定了倒V型开采方案为最优方案。该研究思路可为类似矿山提供参考。     

大规模充填体下保安矿柱规划及矿体回采顺序研究

针对某金属矿长期处于大规模充填体下开采的现状,对-300 m各盘区回采期间的稳定性进行了数值模拟,分析不同方案的采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律,并综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益。分析结果表明：将E101采场作为永久性连续盘区时,回采至中期采场顶板处产生1.14 MPa的最大拉应力和75 mm的最大位移;开采后期采场顶板处产生2.30 MPa的最大拉应力和92 mm的最大位移;开采后期采场顶板的抗拉安全系数为1.53;整个顶板岩体稳定性较好,确定将E101作为盘区永久矿柱。根据盘区永久矿柱的位置,提出了4种盘区回采顺序,分析比较不同开采方案的顶板、直接顶板、矿壁及充填体稳定性,确定了从矿体中央连续永久盘区矿柱E101采场向两侧分盘区开采的回采顺序。     

甲玛铜多金属矿盘区合理回采顺序动态模拟研究

在甲玛铜多金属矿地上地下并行大规模开采的复杂条件下,针对地下二期复杂厚大矿体的安全高效回采问题,综合分析矿山开采现状的基础上,提出2种盘区回采顺序方案,采用数值模拟方法对不同的盘区回采方案进行了分析优选,通过对比分析不同回采顺序条件下采场等关键部位的应力、位移的动态响应特性,确定盘区间隔回采方案最佳,该方案可为地下二期矿体安全高效开采提供技术支持。     

基于协同测度模型的深部金属矿体回采顺序优化

为克服某矿深部矿体开采过程中地压管理难的问题,基于协同开采理念,设计了三种不同开采顺序方案。采用Phase2数值模拟软件建立矿体开挖模型,分析了不同回采顺序下矿体围岩应力和位移的变化规律。结果表明,随着间隔矿柱数的增加和高强度充填体范围的扩大,采场地压得到有效控制。其中,方案1开采顺序优化程度较低,方案2与方案3开采顺序优化程度较高;以此为基础,综合技术、经济两种指标构建出深部矿段开采顺序优化的协同测度模型,计算出三种回采方案的协同度分别为0.063、0.178、0.196,确定了方案3为最优开采顺序方案。     

基于协同测度模型的深部金属矿体回采顺序优化研究

为克服某矿深部矿体开采过程中地压管理难的问题,基于协同开采理念,设计了三种不同开采顺序方案。采用Phase2数值模拟软件建立矿体开挖模型,分析了不同回采顺序下矿体围岩应力和位移的变化规律。结果表明,随着间隔矿柱数的增加和高强度充填体范围的扩大,采场地压得到有效控制。其中,方案1开采顺序优化程度较低,方案2与方案3开采顺序优化程度较高;以此为基础,综合技术、经济两种指标构建出深部矿段开采顺序优化的协同测度模型,计算出三种回采方案的协同度分别为0.063、0.178、0.196,确定了方案3为最优开采顺序方案。     

朱兰铁矿深部急倾斜厚大矿体回采顺序优化研究

合理的回采顺序是深部矿体安全高效回采的关键。为确定朱兰铁矿深部矿体阶段空场嗣后充填采矿法的最佳回采顺序，设计了4种盘区内采场回采方式和3种矿房回采顺序，利用AutoCAD-Midas-FLAC^3D耦合建模技术，分析了各方案回采过程中的应力和顶板下沉位移变化、盘区回采结束后的塑性区范围及分布情况。结果表明：盘区内采场“隔二采一”和矿房“中央向两翼开采”的回采顺序方案应力集中程度低，顶板下沉位移量变化小，塑性区范围及分布情况好，且回采工艺简单，有利于提高采场稳定性，确定为最优回采顺序。研究成果可为朱兰铁矿深部矿体回采提供技术依据，也为同类型矿山回采顺序设计提供借鉴。     

新城金矿Ⅴ~#矿体-680m中段开采优化

以新城金矿Ⅴ#矿体-680m中段为工程背景,基于原有的"隔一采一"的回采顺序提出"一步采超前二步采6、9、12分层开采"的3种方案。通过FLAC3D软件,模拟3种开采方案的二步矿柱,从而获得围岩与矿体的应力、位移及塑性区域变化规律,可有效地对矿山回采矿体进行优化与选择。研究结果表明,一步采超前二步采6分层后再转向二步开采,其顶板、上盘的位移及塑性区域最小,盘区两帮等处于较好的力学状态,可有效缓解应力过于集中的现象,实现安全高效开采。本研究结果对类似矿山的开采有重要的借鉴意义。     

猫场铝土矿采场回采顺序优化研究

在矿山开采过程中,不合理的回采顺序容易导致围岩变形、位移和破坏。为有效预防该类地质灾害发生,本文采用数值模拟仿真软件对猫场铝矿条带开采嗣后充填法采场回采顺序进行优化研究。通过分析采场整体和顶底板位移大小、顶板与矿柱应力分布以及整体塑性区体积大小,研究表明：方案Ⅰ(由南至北)的回采顺序最佳,该方案下采场整体位移5.396 m、顶板位移为5.853 m、地表位移为2.854 m;顶板最小主应力为0.421 MPa,矿柱最大主应力为25.4 MPa;剪切破坏体积为0.628 m3,拉伸破坏体积0.248 m3。其中,位移与应力数值相较其他两种方案差值较小,但拉伸破坏体积差值较大,且该方案下位移、应力、塑性区体积均小于其他两种方案。因此,采用从南至北开采的回采顺序更有利于采场的稳定。     

缓倾斜破碎矿体回采方案优化与动态调控研究

结合焦家金矿的矿床地质条件与开采工艺,设计了4种回采方案,建立了矿体三维模型,进行模拟计算分析。通过对4种开采方案的变形、应力与塑性区的综合比较发现：在矿体上盘较为破碎的情况下,4种开采方案的顶板变形量相差不多,难以对4种开采方案进行优化评价。从控制矿体顶板应力与降低塑性区体积出发,正三角开采方案较为合适。结合巷道开挖后围岩的应力分布状态,通过运用数理统计的方法,研究分析了采场施工行为对波速的影响。根据超声波速度变异性,建立了基于岩体波速变异性的动态调控方法。从试验数据和采场实际数据分析可知,随着进路的回采,波速频率特性变低,塑性松动区的范围在扩大,围岩稳定性降低,逐渐呈失稳状态。通过在回采过程中引入调控手段,试验采场稳定性良好,从而为回采方案调控提供了一条新途径。     

浅埋厚大囊状残留矿体安全回采方案研究

为了安全高效的对浅埋厚大囊状残留矿体进行安全回采,通过对矿体区域内的岩体进行调查和质量评价,的到了矿岩和围岩的RMR评分值,对矿岩和围岩进行了岩石力学试验测的了主要的力学参数。根据残留矿体的空间赋存特征,通过方案技术、经济对比,确定采用垂向矿柱空场法为开采方案。对回采方案进行数值模拟分析,模拟结果显示,矿房回采结束后,矿房顶部最大位移为2.36cm,对两种矿柱的回采顺序进行了模拟,并根据模拟结果进行了对比分析,最终确定了矿柱的回采顺序,矿柱回采后,空区顶板Z方向的最大位移达3.9cm。     

基于多指标综合评价的采场结构参数及回采顺序优选

基于山东金鼎铁矿现有分段凿岩阶段矿房采矿方法和采场结构参数,设计包含3种回采顺序和3种采场跨度共9组正交试验方案,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对9组试验方案进行数值模拟研究,获得采场应力、位移大小以及塑性区分布等计算结果。在此基础上,建立基于满意度的多指标综合评价模型,选取侧壁最大主应力、顶板最大主应力、侧壁最大水平位移、顶板最大竖直位移及塑性区体积共5个指标进行多指标综合评价及敏感性分析。研究结果表明:金鼎铁矿-470m水平采用"中央推向两侧"的回采顺序时满意度最大,在总体满意度达标的前提下,考虑采充次序过程中的满意度,进而确定最优采场跨度为18m。     

玲珑金矿东风矿区深部缓倾斜矿体回采顺序优化

玲珑金矿东风矿区原采用盘区中深孔分段出矿采矿法回采,但由于矿体倾角变缓、开采深度增加和开采规模扩大,已不能满足生产要求.在充填系统建成后,东风矿区全部采用上向水平分层进路式充填采矿法.为探求合理的回采顺序,运用FLAC3D软件对不同回采方案进行模拟,分析采场在不同回采顺序下压应力、拉应力、垂直位移和塑性区等特征,得出最...     

深部复杂矿体回采顺序数值优化研究

安庆铜矿东马鞍山矿体具有埋藏深、产状变化大、地下水复杂、矿石性质分布不均等特点,开采技术条件复杂,因此合理的开采顺序对整个矿体的安全开采极为重要。基于三维数值模拟软件FLAC3D,对东马鞍山矿体不同回采顺序开采进行了模拟。根据不同回采顺序下的位移、应力及塑性区分布和变化情况,分析得出了适合东马鞍山矿体开采的合理回采顺序。     

程潮铁矿崩落法和充填法协同开采方案优化研究

程潮铁矿经过多年的生产,开采深度不断加深,选矿厂下的矿体越来越多。为了开采选厂下的矿体,同时保证选厂的安全和生产效率,采用崩落法和充填法协同开采-430~-500m矿体。为了研究东西区矿体开采的先后顺序,以及采矿方法回采顺序对选厂稳定性的影响。首先采用正交实验设计得到了9种开采方案,然后采用数值模拟得到9种开采方案关键点1的垂直位移以及关键点2的安全系数,最终得到方案4最优,并对方案4的采场稳定性进行分析,得到采场的稳定性满足安全要求。     

浅埋厚大残留矿体安全回采方案研究

为了的对浅埋厚大囊状残留矿体进行安全回采,通过对矿体区域内的岩体进行调查和质量评价,得到了矿岩和围岩的RMR评分值,对矿岩和围岩进行了岩石力学试验,测得了主要的力学参数。根据残留矿体的空间赋存特征,通过方案技术、经济对比,确定采用垂向矿柱空场法为开采方案。对回采方案进行数值模拟分析,结果显示,矿房回采结束后,矿房顶部最大位移为2.36cm,对两种矿柱的回采顺序进行了模拟,并根据模拟结果进行了对比分析,最终确定了矿柱的回采顺序。矿柱回采后,空区顶板Z方向的最大位移达3.9cm,说明空区是稳定的,研究结论对回采存留矿体具有一定的指导意义,并从理论上分析了回采结束后空区的稳定性。     

基于三维有限元的金山店铁矿深部回采顺序研究

为了解决武钢集团金山店铁矿深部开采面临的高地应力问题，在分析深部矿床赋存特点及矿岩物理力学性质的基础上，提出4种开采顺序方案，并运用三维弹塑性有限元软件对4种开采顺序方案进行数值模拟，分析各方案开采后水平分段应力分布状态以及安全系数，结果表明由上而下由东向西的回采顺序有利于实现深部矿体安全高效的回采。     

采场回采顺序数值模拟研究

不同的采场回采顺序对深部矿床地应力有显著的影响,以某地下矿为工程实例,在遵循由上盘到下盘后退式回采原则的基础上,提出了2种采场回采顺序,并采用FLAC3D软件模拟两种采场回采顺序对岩体稳定性的影响,对比不同种方案回采过程中的应力位移变化规律,分析围岩、矿柱和充填体的应力位移以及塑性破坏情况,结果表明:方案二的回采顺序能够较好的控制地压,同一盘区内尽量按照"隔三采一"的方式布置采场。     

基于数值分析的金山店铁矿两中段强采方案研究

针对金山店铁矿东西区生产中段不平衡问题,提出了东区-410,-340m两中段同步回采的强采方案,以加快东区下降速度,并基于FLAC3D数值计算软件对3种方案进行了分步开挖模拟。分析结果表明,下中段矿体的同步回采,对上中段采场顶、底板及围岩的应力分布均有一定的扰动,但最大应力值、位移值均在安全允许范围内,两中段强采方案在安全性上是合理可行的,不同回采顺序下的3种方案模拟结果综合对比表明,方案二在稳定性上为最优方案。     

深部金属矿山卸压开采研究

为了确保深部资源的安全高效经济开采,以广西某矿业公司深部105号矿体作为研究对象,针对105号矿体即将开展的大规模开采过程中有可能出现的应力诱导矿压灾害,开展了卸压开采研究。根据矿区105号矿体及围岩的岩爆倾向性结论,结合矿区开采技术条件与开采工艺、地应力水平与岩体力学参数,提出了4种卸压方案,并利用FLAC3D及Plot Digitizer软件对4种方案的卸压效果进行模拟分析。结果表明:采场两侧布置卸压槽卸压方案使采场周边应力降低14.8%;切顶和拉底布置卸压槽卸压方案卸压不成功;在上盘深孔卸压爆破卸压方案使采场周边应力降低50.4%,在矿体与围岩之间能形成有效的应力隔离带;矿块分步回采方案使采场周边应力降低63.6%,最终通过最大主应力比较分析确定矿块分步回采为最优方案。