合理确定采场存窿矿量的整数规划法及其意义

使用留矿法开采的矿山,由于回采工艺的要求,必须留有很大数量的存窿矿量。以往在规定三级矿量时,回采矿量的保有期往往没有考虑这一因素。文章认为把存窿矿量计入回采矿量是顺理成章的,并以具体矿山为例、提出了存窿矿量和回采矿量合理保有数的计算方法。     

基于满意度模型的采场结构参数多目标综合优化研究

以矿柱宽度、矿房跨度与分段高度3个主要采场结构参数为影响因素,最大压应力、最大拉应力、顶板位移和矿房回采矿量为评价指标,进行了响应面试验设计。采用3DMINE-MIDAS/GTS-FLAC^3D联合模型的计算结果,得到响应面结果和评价指标的回归方程,并据此得出单一因素和因素交互作用对评价指标的影响规律; 将回归方程和矿房回采矿量引入基于满意度的多目标优化模型,得到最佳采场结构参数。结果表明,所建立评价指标的回归方程相关性很高,能在试验范围内准确地预测结果; 评价指标受到单因素和因素间交互作用影响,交互作用中,矿柱宽度与矿房跨度交互作用影响最显著。最佳采场结构参数为：矿柱宽9 m,矿房跨度11 m,分段高度12 m; 把该参数应用于招金矿业夏甸金矿,取得了良好的效果。     

基于MIDAS-GTS的采场结构参数优化研究

采场结构参数优化对于矿山的安全高效开采具有十分重要的意义。为确定某铁矿山南矿段的采场结构参数,应用有限元数值模拟软件建立3种数值计算分析模型,并计算矿体开采充填过程中应力分布和位移变化情况。综合分析矿体开采过程中的应力和位移云图,得出采场结构参数的最优方案:采场长50m,高50m,宽25m。     

基于采动裂隙场高位钻孔抽采研究及应用

高瓦斯煤层回采过程中,采场覆岩层的卸压瓦斯会大量突然涌入工作面,导致瓦斯频繁超限,给矿井安全生产造成严重的威胁。针对该问题,以南庄煤矿12#煤层及其围岩地质条件为研究背景,利用理论分析与数值模拟相结合的方法,确定了采场覆岩层冒落带与裂隙带高度,并在此基础上提出一套高位钻孔瓦斯抽采工艺。现场试验表明高位瓦斯抽采钻孔瓦斯流量达到了80m3/min以上,浓度达到了60%以上,比副巷钻孔的50m3/min和30%分别提高了60%和100%;抽采效果明显提高,矿井安全生产得到了进一步的保障。     

群空区下厚矿体二步骤采场回采顺序优化研究

针对某大型岩金矿山缓倾斜至倾斜厚矿体空场回采嗣后崩落二步骤采场高应力、高位移、高塑变的"三高"复杂开采技术难题,综合运用工程技术和经济学原理定量分析优化确定了隔一采一空场回采嗣后放顶的回采及空区处理方案,生产实践证明,该方案能确保矿山资源得到高效经济安全回采,满足矿山改扩建2500t/d的生产能力需求。     

缓倾斜厚矿体盘区二步骤采场底部结构优化研究

针对永平铜矿东部缓倾斜厚矿体盘区二步骤采场底部结构出矿困难的问题,结合矿山开采现状,提出了3种技术上可行的二步骤采场底部结构方案,并采用定性与定量相结合的方法对3种方案进行了比较分析,模糊综合评判结果表明:方案三(斗颈斗穿底部结构)为最优底部结构方案。矿山开采实践证明,此种底部结构能够很好的满足安全出矿需要,在矿区范围内具有推广价值。     

破碎采场跨度数值模拟优化研究及工程应用

为保障破碎矿体采场稳定，减少矿石损失和贫化，实现安全高效开采，以某铁矿破碎采场为背景，利用FLAC3D分析不同宽度采场的稳定性，确定合理的采场结构参数。通过计算和分析不同宽度的矿房在开采过程中顶板和侧帮的应力、位移和塑性破坏区变化特征，得出不同结构参数采场的稳定情况。结果表明，当采场宽度超过14 m时，顶板的应力和位移都较大，采场的稳定性变差；随着采场宽度的增大，侧帮的应力和位移变化范围逐渐减小，有利于采场的稳定；当采场宽度大于12 m时，两帮容易发生剪切滑移破坏，采场的稳定性变差。因此，建议采场宽度选择为10～12 m。工程实践表明，优化选择的采场结构参数合理。     

多步骤回采时采场底部结构稳定性监测与分析

对冬瓜山铜矿-760 m水平50线和52线采场底部结构巷道围岩变形进行了监测,采用累计位移和变形速率相结合对巷道围岩的稳定性进行分析,并采用巷道围岩稳定性指数对巷道稳定性进行了评价。     

不良充填体条件下Ⅱ步骤采场结构参数优化

安徽芜湖和成矿业主矿体采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法回采,Ⅱ步骤采场回采进度因Ⅰ步骤采场充填质量问题而严重滞后。为安全高效回采不良充填体条件下的Ⅱ步骤采场,推荐Ⅱ步骤采场采用分段凿岩低阶段空场嗣后充填采矿法,利用FLAC^3D软件与Rhino建模软件对6种不同采场结构参数方案进行数值模拟研究,确定的最优采场结构参数为：当Ⅱ步骤采场两侧充填体强度为一侧大于2 MPa,另一侧小于2 MPa、大于1 MPa时,护壁厚度为3 m,顶柱厚度为5 m,间柱厚度为5 m;当Ⅱ步骤采场两侧充填体强度均小于1 MPa时,护壁厚度为3 m,顶柱厚度为6 m,间柱厚度为4 m。研究结果可为同类型矿山不良充填体条件下的Ⅱ步骤采场回采提供借鉴。     

采场二步骤回采充填体稳定性分析研究

阿舍勒铜矿采用大直径深孔嗣后充填法二步骤回采工艺,矿房充填体作为二步骤采场回采时的围岩,其强度和稳定性关系到二步骤采场回采的安全和经济效益。本文以0 m中段北1 #采场为试验采场,采用多种理论计算方法对矿房充填体的稳定性进行了计算和分析,建立数值计算模型,基于Phase2软件从位移、应力及塑性区进行模拟计算分析,综合分析得出：矿房采场的设计充填强度能满足二步骤采场回采强度要求,试验采场开挖后,其两侧帮充填体整体位移量较小,最大主应力普遍小于充填体的极限抗压强度,塑性区分布范围有限,且拉伸破坏区域未出现大范围相互贯通,说明矿房充填体稳定性较好,二步骤开采出现充填体大范围垮塌、冒落的可能性小。     

矿房法采场结构参数的优化及应用

在实际生产中,根据矿山实际矿岩特性、矿体赋存条件、采矿设备性能等具体情况,通过采场结构参数优化组合,在保障安全生产的条件下,可大幅降低采切比和支护工程量,同时也可大幅加快采场施工进度。以保国铁矿黑山为例,介绍了分段凿岩阶段出矿房柱采矿法的采场结构参数优化。     

基于仿真的矿山生产计划优化研究与工程应用

煤矿生产是由采掘、洗选和装车运输等多个环节组成的复杂生产流程。针对矿山企业实际生产过程中调度参数优化问题,根据矿山生产任务和实际生产情况,以矿山资源消耗最小为优化目标,以采场地质因素、企业销售订单和各环节生产能力为约束条件建立多目标优化模型。通过构建矿山生产流程仿真平台和生产参数优化实现模型求解,最终利用生产调度实现生产资源的最优化配置。结果表明,基于仿真的生产计划优化方法能够较好地应用于生产实践。     

基于多物理场耦合的顺层钻孔瓦斯抽采参数优化研究

为了揭示多物理场耦合作用下本煤层顺层钻孔瓦斯抽采渗流机制,建立了考虑Klinkenberg效应、有效应力和解吸收缩影响的流固耦合模型,运用该模型对本煤层顺层钻孔抽采参数进行优化。结果表明:抽采时间对有效抽采半径影响非常显著,钻孔抽采1 d时有效抽采半径为0.38 m,钻孔抽采10 d时有效抽采半径的范围仅增加1.55倍,抽采180 d时有效抽采半径的范围增加8.26倍;在高瓦斯压力区域,煤层钻孔周围煤体的孔隙率、渗透率呈现下降趋势,随着钻孔抽采影响程度的减小,煤基质解吸收缩效应逐渐加强,孔隙率、渗透率下降趋势逐渐缓慢,模拟结果与理论分析相吻合;随着抽采钻孔直径的增加,钻孔周围煤体的瓦斯压力降低范围逐渐增大,有效抽采半径与钻孔直径之间满足幂函数关系,在保证钻孔抽采效果的前提下,确定某矿29031工作面最合理的钻孔直径为94 mm。     

多分区开采矿山采场结构参数优化

利用实验测定的散体流动参数和"三分段回采"原则,分析计算小汪沟铁矿无底柱分段崩落法采场结构参数的合理值。借助图形分析法确定崩矿步距与下盘岩石开掘高度的初始值,并给出在生产中优化崩矿步距与下盘岩石开掘高度的技术与方法。     

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。     

基于MIDAS-GTS充填采矿法采场结构参数优化研究

采用MIDAS-GTS有限元软件,以某矿山为背景,建立三维数值模型,对不同采场结构参数进行了模拟,并对模拟结果进行详细分析,最终确定上向水平分层充填法采用矿柱跨度10m、矿房跨度15m的结构参数。     

基于FLAC3D的二步采场结构参数优化及工程应用

为了保证三山岛金矿二步采场的生产能力和开采安全性, 采用三维有限元方法对不同结构参数的二步采场开采稳定性进行分析,优选安全合理的采场参数。通过计算和分析不同结构参数的二步采场在开采过程中顶板和上盘围岩的应力、位移变化特征,得出不同参数的采场稳定情况。结果表明：当采场高度为12 m时,顶板和上盘围岩的拉应力和位移都较大,采场的稳定性较差;当采场宽度大于10 m时,顶板和上盘围岩的拉应力和位移的变化率呈增长趋势,采场稳定性逐渐变差。因此,建议二步采场宽度为10 m,高度10 m。将优化结果应用于工程实践,表明该参数安全合理,保证了矿山安全高效开采。     

基于采场配矿技术的乌龙泉矿露天采场工作面布置优化

乌龙泉矿露天采场内矿石品级种类较多,部分低品级矿石不能直接满足后续生产加工要求而堆积于采场内部,影响采场的有序推进及矿山生产能力的提高。采用线性规划法建立配矿模型,构建适用于当前乌龙泉矿露天采场内低品级矿石的配矿技术方案;基于配矿技术方案,对乌龙泉矿露天采场的工作面布置进行优化;将配矿技术方案及优化后的工作面布置方式应用于乌龙泉矿露天采场的生产计划中。工程实践表明：采场内配矿技术方案充分利用采场内部矿石参与配矿,有利于低品级矿石资源利用率的提高及配矿成本的降低;工作面布置优化后的乌龙泉矿露天采场能够有效地实现配矿方案在生产中的应用,解决低品级矿石的开采问题,促进采场的有序推进,提高矿山的生产能力及作业效率。