放矿中黄土覆盖层运动规律的数值模拟

本文针对大冶铁矿铁门坎东采区的回采现状，运用放矿椭球体理论和计算机数值模拟技术，对矿体顶部覆盖黄土情况下黄土混入矿石的运动规律进行模拟，并与物理模型试验结果对比，为合理的回采爆破参数的设计和放矿制度的建立提供了科学依据。     

基于PFC~(3D)数值模拟的金山店铁矿东区合理覆盖层厚度研究

覆盖层在无底柱分段崩落采矿法开采中起着重要作用,既要为挤压爆破和端部放矿创造必要条件,还需保证崩落法生产的安全性,选择合适的覆盖层厚度对矿山开采具有重要意义。首先,根据金山店铁矿东区采场结构参数,利用椭球体放矿理论计算出合理覆盖层厚度为20 m,并以覆盖层充当缓冲层时覆盖层厚度计算公式验证了该厚度能满足安全要求;其次,利用PFC~(3D)数值模拟软件进行三轴压缩试验找到与金山店铁矿东区岩体力学强度参数相匹配的矿岩颗粒微观参数;最后,根据矿岩微观参数建立放矿数值分析模型,通过选取的不同覆盖层厚度进行模拟放矿,依据放矿后矿石的回收率和贫化率大小来分析覆盖层厚度对开采指标的影响,认为20 m厚度覆盖层条件下的矿石回收率和贫化率达到最优值。理论计算和数值分析表明,金山店铁矿东区崩落法开采时覆盖层厚度取20 m,可取得较好的技术经济效果并保证采场安全。     

破碎围岩巷道支护设计研究

根据运输大巷顶板围岩破碎情况提出支护方案,运用FLAC3D数值模拟软件对包括原支护方案在内的4种支护方案进行模拟计算,从围岩应力、位移2个方面对比分析4种支护方案的围岩控制效果,确定锚注加U形钢支护方案为最优方案,根据最优支护方案对大巷进行支护参数设计。最后对大巷断面实施现场监测,经分析可知实际应用效果良好。     

赵固一矿风化破碎巷道控制技术研究

赵固一矿部分巷道具有围岩破碎、软岩流变等特性,支护困难。针对巷道围岩的实际情况,对该矿原有的锚网喷支护方式和可缩性支架支护方式的失败原因进行分析,提出了运用高强度U型钢支架的支护方式来控制围岩的变形。利用数值模拟软件FLAC3D对锚网喷支护方式、可缩性支架支护方式与高强度U型钢支架支护方式进行对比分析。实测数据表明,高强度U型钢支架支护方式在风化破碎巷道支护中得到成功应用,并取得了良好的技术经济效果。     

复杂条件下破碎围岩双壳支护巷道修复技术研究

针对西山煤电集团杜儿坪矿北一大巷部分区段地应力高、围岩破碎、变形严重、难以维护等问题,运用理论分析、FLAC3D数值模拟、现场实测等方法,分析了围岩破坏变形力学机制与原支护方式失效机理,并基于此提出双壳支护的概念,阐述了双壳支护的作用原理及形成过程,数值模拟比较分析了双壳支护与普通锚杆支护在围岩稳定性控制、应力应变规律及塑性区分布特征等方面的差别,揭示出双壳支护的优越性。经现场应用与实测发现,采用双壳支护后的围岩稳定性得到了明显的提高,围岩破碎度与巷道表面位移均大幅度下降,表明双壳支护取得了良好的效果。     

林南仓矿软岩巷道支护技术研究

随着林南仓矿开采深度的增大,巷道所处应力水平不断增大,巷道矿压显现剧烈,围岩变形严重,尤其是高应力条件下的泥质软岩巷道支护变得越来越困难。通过对林南仓矿高应力下深部软岩巷道破坏机理,巷道围岩矿物成分和主要围岩物理力学性质的分析,提出了采用拱顶锚杆前期临时后期永久支护、金属拱形支架、壁后混凝土充填、墙体补强锚索和注浆锚杆耦合协调支护,对巷道变形进行有效控制。通过FLAC3D数值模拟,确定了林南仓矿深部高应力软岩巷道围岩的变形破坏特征,并验证支护设计的可行性和优化支护参数。通过巷道变形监测,表明新型支护体系有效地控制了深部软岩巷道围岩的大变形和底臌,维持了巷道的长期稳定,取得了良好的技术经济效果。     

用FLAC3D实现综放工作面三维矿压模拟的探讨

综采放顶煤工作面由于围岩由离散体和连续体共同组成,使对工作面的三维确切模拟存在很大的技术难点,论文以FLAC3D软件和它的内置语言FISH为技术平台,以散体放矿模拟理论为理论支持,构建了三维放煤仿真模型,并通过简单的工作面模拟证明放煤仿真模型在综放工作面中的确能够模拟顶煤的放出对工作面矿压分布的影响。     

掘进巷道锚杆支护优化研究

为保证煤炭开采环境的安全性,通过对巷道锚杆支护进行数值模拟来对巷道锚杆支护性能进行研究。针对某矿工作面风巷掘进期间保证巷道支护强度,防止和杜绝顶板事故,采用FLAC3D软件进行数值模拟分析,构建巷道锚杆支护数值模拟模型。模拟结果表明,在采用相同间排距时,可通过改变锚杆规格的方式来提升支护的性能,实现巷道锚杆支护优化。     

梨树沟铁矿破碎带巷道支护技术

分析了梨树沟铁矿破碎带巷道变形破坏主要影响因素,提出了适合的锚网喷支护方案,并通过数值模拟技术进行了验证。现场试验表明,该方案可有效控制破碎带巷道变形,避免了回采进路冒顶、片帮现象的发生,消除了安全隐患。     

中关铁矿底部出矿嗣后充填采矿方法试验研究

针对中关铁矿破碎矿体开采难题,开展底部出矿嗣后充填采矿方法的应用研究.首先开展了现场岩体结构面调查与矿石点荷载强度测定,确定矿体与近矿围岩的稳定性级别;然后运用三律适应性原理对底部出矿方法进行分析,对采场宽度、盘区矿柱间距、回采工艺进行优选,确定采场结构及采准工程布置形式;最后分析底部出矿嗣后充填法的主要技术经济指标....     

大新锰矿西北重叠矿体矿石运搬工艺系统优化

矿石运搬工艺系统的连续性、经济性是矿山技术管理的重要内容。基于大新锰矿西北采场重叠矿体开采现状,分析了现有矿石运搬工艺系统存在的问题,并在初选方案的基础上确定了4种运搬工艺优化方案。通过对优化方案的技术经济和系统性比较分析,综合确定出下盘脉外运输巷道b方案(Ⅰ矿与Ⅱ、Ⅲ矿采用瀑布式共用溜井）为最优的运搬工艺系统方案。最优方案具备的优点：减少了Ⅰ矿的电耙级数,提高了出矿效率;整合了Ⅰ矿和Ⅱ、Ⅲ矿溜井结构,体现了出矿结构布置的系统性;降低了生产成本,增大了矿石回采率,经济上实现了最优。研究成果可为类似多层缓倾斜薄矿体开采矿石运搬工艺系统设计提供技术参考。     

金山店铁矿低贫化放矿试验研究

为了解决金山店铁矿由于采用了改进的大间距结构参数后所带来的矿石贫化率增大的问题,开展了低贫化放矿实验室模拟研究。利用多分间立体放矿模型,分别进行了低贫化放矿方法和现行截止品位放矿方法2种不同的放矿试验;然后对所得结果进行比较,发现在金山店推行低贫化放矿方法完全可行,并推荐采用放矿截止品位为30%的低贫化放矿方案。     

大红山铜矿西矿段充填采矿数值模拟研究

根据大红山铜矿西矿段矿体赋存的地质条件及现有的开采技术,提出了盘区机械化分条—分层充填联合的采矿方法。初步确定18种回采的方案,选取了FLAC3D数值分析软件进行数值模拟。将各方案的结果进行了对比,选出了最好的回采方案。结果表明,采场结构参数为:用混凝土胶结充填的矿柱宽度6 m,用选矿的尾砂充填的矿房宽度8 m,每个分层的高度4 m;用混凝土胶结充填的矿柱的抗压强度2.5 MPa;开采顺序上下同时回采,间隔100 m时采场的稳定性最好。     

FLAC3D在巷道支护中的模拟分析

FLAC3D以有限差分法为理论基础,其内置的Mohr-Coulomb模型以弹性增量法则、Mohr-Coulomb屈服条件和塑性修正为理论背景,通过计算机实现对材料力学特性的模拟.其适合于巷道支护模拟分析.利用FISH语言动态模拟巷道掘进过程,数值分析巷道支护效果.     

谦比西铜矿缓倾斜中厚破碎矿体分流出矿技术

缓倾斜中厚破碎矿体作为一种难采矿体,多年以来长期困扰采矿工程技术人员;而无底柱分段崩落法以其安全、高效和适应性强的优点,可以较好地适应该类型矿体的开采。但无底柱分段崩落法存在的下盘损失和贫化大问题,一直影响该采矿方法的应用效果。为解决该问题,以谦比希铜矿缓倾斜中厚破碎矿体开采为工程背景,依据随机介质放矿理论的放矿口分流效应,提出了双进路分流出矿技术方案。为了验证该方案的可行性,首先在实验室建立了放矿模型,根据进路的出矿顺序不同,设计了3种出矿方案。由实验结果可知：先从距离矿体较远的进路出矿,回采指标较好。基于实验室实验结果,在谦比希铜矿主采区西区408 m水平分段5#采场进行了工业试验,将回采率提高了9.34个百分点,贫化率降低了0.36个百分点,试验效果显著。     

李村煤矿开采沉陷规律数值模拟研究

运用FLAC3D软件对李村矿8301工作面推进对地表移动和变形进行数值模拟研究,从地表沉降量、倾斜变形量、水平移动量、水平变形量这4个方面进行了观测和分析,得出了李村矿开采地表沉陷的基本规律,为治理该地区地表沉陷提供了理论依据。     

铜坑矿放矿试验研究

为了解决铜坑矿放矿过程中矿石贫化的问题,开展了放矿方式的物理试验模拟研究。并利用大型物理放矿模型,分别进行了平面放矿和斜面放矿两种不同放矿试验;然后以矿石回收率和贫化率为检测指标,对所得结果进行比较。在铜坑矿推行斜面放矿方式是可行的,并推荐采用斜面放矿方案。     

大红山铁矿粗破碎硐室放矿方案优化的思考

针对大红山铁矿采矿设计中粗破碎硐室放矿方案,分析得出该设计方案存在生产流程复杂、系统协调难度大,放矿流动范围小,容易造成溜井堵塞、跑矿现象等问题,提出了振动放矿＋斜溜槽的放矿工艺,该工艺有利于提高生产能力。     

毛公铁矿大结构参数无底柱分段崩落法多分段放矿实验

针对毛公铁矿生产中矿石回收率低、崩落矿石放出量少的问题,依据其采场结构参数,进行了1.6 m、1.8 m 2种崩矿步距条件下矿石回收、矿石残留体形态及其形成过程的物理相似模拟放矿实验。实验结果表明:首采分段放矿时,矿石回收率基本稳定在40%~50%;第2分段以后的放矿中,矿石回收率稳定在70%~90%,混岩率稳定在35%左右;上一分段脊部残留矿石将在下一分段逐渐回收;放矿过程中正面废石会较早混入放矿过程,造成矿石贫化;综合分析实验结果得出:1.8 m崩矿步距矿石回收率优于1.6 m。     

放矿中黄土覆盖层运动规律的数值模拟

针对大冶铁矿铁门坎东采区的回采现状,运用放矿椭球体理论和计算机数值模拟技术,对矿体顶部黄土层在放矿中的运动情况进行了多方案的全历程模拟,并与物理模型试验对比,两者从过程到结果,从图形到数据都很一致,反应了采用数值模拟方法进行土、岩放矿实验研究是可行的。