用数值模拟方法确定露天转地下境界矿柱厚度

露天转地下开采的矿山，其露天坑底境界矿柱厚度的确定，对于金属矿山地下开采安全生产极为重要。针对石人沟铁矿露天转地下的实际情况，对其安全顶柱厚度运用东北大学岩石破裂与失稳研究中心的RFPA^2D数值模拟系统，对具有代表性的断面进行了分析计算，模拟了开挖过程中境界矿柱的变形和破坏情况，为矿山设计提出的境界矿柱厚度进行了验证和补充，同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

露天转地下开采境界矿柱安全厚度确定

根据杏山铁矿露天转地下开采的工程实际,基于K.B.鲁佩涅依特理论估算法,计算得到杏山铁矿露天转地下开采境界矿柱合理厚度应在12.34~17.11 m之间,并利用MIDAS/GTS 数值模拟软件对境界矿柱厚度为12 m、14 m、16 m、18 m等4个数值模拟方案进行了计算。从境界矿柱沉降、采场底臌、境界矿柱最大拉应力和采场围岩最大压应力等方面进行了综合分析,得到境界矿柱厚度的最佳值为16 m。     

露天坑底境界矿柱厚度的计算确定

露天转地下开采的矿山,境界矿柱厚度的确定对矿山的安全生产极其重要。结合铜绿山矿南露天坑下Ⅰ2矿体露天转地下开采的实际,采用极限平衡法和材料力学分析方法,对境界矿柱的厚度进行了计算,为露天转地下境界矿柱厚度的设计提供了依据。     

露天转地下开采境界矿柱动力响应分析

根据安徽某金属矿山露天转地下的工程实际,以静力学方法确定的露天转地下境界矿柱厚度为前提,利用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了露天转地下境界矿柱动力响应的数值模型,分析了露天转地下开采过渡时期露天生产爆破对境界矿柱的影响。结果显示,爆破动载荷的影响范围随爆炸应力波的传播而扩大;在爆破动载荷作用下,境界矿柱总体保持稳定,但矿柱中部质点振动速度略大;境界矿柱有局部破坏的可能,应考虑适当增加境界矿柱的厚度或进一步控制同段起爆药量。     

断层影响下境界矿柱稳定性数值分析

露天转地下开采的矿山,其露天坑底境界矿柱厚度的确定,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。针对石人沟铁矿露天转地下设计资料和地质资料,运用RFPA进行建模,研究了地下开采对露天境界顶柱受力和变形情况,分析了境界顶柱的稳定性,为矿山设计提出的境界顶柱厚度进行了验证和补充,同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

露天转地采复合型人工境界矿柱结构设计

以山东黄金集团归来庄金矿项目为依托,采用理论分析和工程实例相结合的研究方法,提供了一种有效的人工假顶和混凝土充填体复合型人工境界矿柱的构建与回采方案,内容包括人工境界矿柱范围、人工境界矿柱结构、人工境界矿柱的形成、充填单元间钢筋的连接、充填单元间的混凝土界面处理、狭窄矿体区域人工境界矿柱结构、人工境界矿柱底部隔离层。沟槽角砾岩坡面采用金属网临时支护,金属网采用管缝式锚杆及钢筋带固定。对复合结构人工境界矿柱带来的经济效益和人工境界矿柱下矿体回收的经济效益进行分析,分析结果表明：复合型人工境界矿柱有效地解决了归来庄金矿露天转地下开采产量持续问题,提高了资源回收率,并达到了安全高效回采的目标,为归来庄金矿带来了重大经济效益。     

竖井保安矿柱采场数值模拟分析

文章通过数值模拟技术对井筒安全极限值、中段回采顺序进行了优化 ,分析了采场及井筒的安全性 ,并模拟了充填体受力状态及马头门附近监测点位移、应力变化规律 ,为正确制定地压管理措施提供了科学的依据。     

境界顶柱稳定性的数值模拟研究

露天转地下开采的矿山，其境界顶柱稳定性将直接影响到矿山的安全生产。本文以石人沟铁矿为例，运用ANSYS有限元分析软件，建立三维数值模型，模拟了动载荷作用下分步回采引起顶柱及采场的应力、变形情况，并对结果进行了详细的分析，得出了有价值的结论，有利于指导矿山的安全生产。     

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。     

水平境界隔离矿柱置换回收关键技术的数值模拟

结合某金矿露天转地下水平境界隔离矿柱置换回收工程实践,利用有限元数值分析软件GeoFBA建立数值计算模型,对该矿水平境界隔离矿柱采用工人充填体置换回收关键技术可行性及风险进行了分析评估,揭示了置换前后水平境界隔离矿柱及其对井下影响范围的应力分布规律和位移变形趋势,确定了最优的人工置换回收顺序。 模拟结果对矿山安全置换回收水平境界隔离矿柱具有重要的指导意义。     

司家营铁矿Ⅲ采场露天转地下境界顶柱合理厚度研究

针对露天转地下开采中境界顶柱的合理厚度问题，结合司家营铁矿实际情况、地质资料和采矿资料，应用FLAC^3D软件建立矿体的力学模型，模拟境界矿柱的受力及其塑性区分布情况，研究境界顶柱、间柱厚度以及间柱之间的间隔距离对矿柱应力分布以及塑性区分布的影响，从而确定境界矿柱的合理厚度及其他的相关参数，为该矿山露天转地下生产顺利进行提供科学依据。     

露天转地下开采境界矿柱参数优化研究

露天坑底境界矿柱的布置是一个复杂的问题,提出了境界矿柱和条形矿柱相结合的矿柱留设方式。针对某矿露天转地下的现场情况,采用Flac3D数值分析软件,对拟用的9种方案进行了模拟分析,综合考虑回采安全和减少资源浪费,确定方案IV(境界矿体厚度15 m,条形矿柱宽度7 m)为最优方案。为类似矿山境界矿柱布置和参数研究提供了参考。     

基于FLAC对露天转井下开采的采场稳定性影响模拟研究

以某矿露天转井下开采系统为研究对象,根据现场实测工程地质力学数据和露天转井下开采方案,运用FLAC模拟分析露天边坡和井下采场周围介质应力场、位移场和塑性区的开采变动分布,研究露天和井下采场结构介质应力应变规律、几何变形特征和结构承载性能受露天转井下开采扰动的影响。结果表明：采场结构介质整体稳定性好、安全,露天边坡中部、露天转井下开采过渡保安层、井下采场中部两帮围岩和充填介质接触带为局部不稳定部位,应加强监控和支护。     

FLAC3D数值模拟露天转地下边坡及采场稳定性研究

以云南晋宁周边典型的缓倾斜薄至中厚磷矿床为研究对象,基于Auto CAD-ANSYS-FLAC^3D等软件进行耦合建模,分别建立200 m和300 m不同开采深度的单一地下开采模型和在露天终了边坡为45°倾角时露天转地下开采模型,并展开了数值模拟试验。研究表明:当边坡高度为200 m时,整个露天转地下开采过程中边坡岩体及采场覆岩整体稳定;边坡高度为300 m时,边坡侧塑性区出现贯通,边坡岩体将发生弯曲下沉破坏。综合经济和安全性考虑,建议控制露天边坡高度在200 m以内。相关研究结果可对磷矿山地下开采工程提供一定的技术参考价值。     

石人沟铁矿露天转地下过渡期采场结构参数研究

为实现产量平衡,石人沟铁矿采用不停产过渡,在垂直方向上露天与地下同时开采。针对这种现状,采用AN-SYS三维有限元数值模拟方法,对北区9种不同的采场结构参数进行数值模拟分析。同时,运用模糊数学理论,建立了考虑安全和经济效益的综合模糊评判模型,最终确立了矿房长度50 m、顶柱5 m、间柱10 m、底柱12 m的最优矿房结构参数,中段回采结果证明采场十分稳定。     

露天转地下开采境界顶柱安全厚度研究

境界顶柱是露天开采和地下开采有序进行的保证,其合理的厚度对露天转地下具有重要意义。为确定新桥矿露天转地下境界顶柱安全厚度,运用厚跨比法、荷载传递线交汇法和结构力学方法对境界顶柱安全厚度进行理论分析与计算,并用ANSYS对不同跨度和不同境界顶柱厚度进行数值模拟。通过对理论计算和数值模拟结果的分析,得到了不同采空区跨度下的境界顶柱安全厚度。根据分析结果可以有效地确定矿山的境界顶柱厚度,为露天转地下安全生产提供可靠的指导。根据矿山30 m的实际开采跨度,推荐新桥矿的境界顶柱安全厚度为24 m。     

矿柱尺寸设计及稳定性的数值模拟分析

留设永久矿柱能够保证深部采场围岩稳定,在保证安全的前提下,科学合理地设计矿柱尺寸至关重要.根据采场应力环境,确定矿柱压力并进行矿柱宽度的理论计算;采用数值模拟的方法,研究采场矿柱尺寸对围岩稳定的影响.结果表明,矿柱巷道交叉中心点处位移最大,巷道底角部位应力最为集中;矿柱的承载能力随其长宽比值增大而降低,且出现脆性破坏特...     

红透山铜矿采场矿柱破裂过程的数值模拟

基于对红透山铜矿采场矿柱破坏形式的现场调研,发现高应力下矿柱破坏形式主要为剥落、劈裂破坏、剪切破坏3种形式。为研究其采场矿柱破坏的力学机制,依据红透山矿采场的实际情况及矿岩分布模式,将红透山矿矿柱分为3种矿岩组合模型。以此为基础,应用基于有限元的数值分析方法,对3种矿岩组合矿柱模型的破裂模式进行了模拟分析。数值计算结果表明：I型矿柱均为矿石,其破坏形式为X型剪切破坏;II型矿柱为矿岩组合,其破坏形式主要为矿柱上部围岩发生破坏,而在矿柱下部矿体仅仅产生一些裂纹;Ⅲ型矿柱为上下围岩中间夹矿,裂纹先在上下2层围岩中产生,继而向中间矿石扩展,直至最后裂纹贯通,矿柱失稳。该数值分析结果可为类似矿山矿柱的设计提供一定的参考依据。     

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景, 采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程, 并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明: ① 空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主, 其他部位岩层主要以剪切破坏为主, 西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。② 东部矿体采用充填法开采, 一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。③ 开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。④ 模拟矿体开采过程, 可将产生的塑性区划分为3个阶段, 有2个突变点: 第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。