基于有限元分析的露天转地下开采隔离矿柱尺寸研究

对于露天转地下的开采工程,隔离矿柱是矿山地下开采浅部转深部的关键衔接部分,其尺寸的合理性对工程稳定性及深部开采安全极其重要。针对密云铁矿南矿段的实际情况,选用典型勘探线剖面,采用ANSYS有限元分析软件对该矿段进行数值模拟分析,得出不同跨度下最小拉应力所对应的隔离矿柱尺寸,根据密云铁矿16.7m左右的实际开采跨度,进行数值模拟分析,得到在保证矿山安全连续开采的前提下,隔离矿柱尺寸24m较为合理。     

基于Critic赋权法的隔离矿柱安全厚度优选研究

崩落法转充填法过渡层隔离矿柱的厚度对矿山安全生产和经济效益有着重要影响.以某镍矿为研究背景,在4种理论计算结果的基础上,应用MIDAS/FLAC3D研究不同隔离矿柱厚度对矿房顶底板应力及位移的影响,最后基于Critic客观赋权法对4种隔离矿柱厚度方案进行综合评价,结果表明:以回采率为经济指标,最大主应力、最小主应力、顶...     

河流压覆条件下的采空区密闭处理方案及效果分析

某地下开采铝土矿山,临近地表河流,有部分巷道和采空区在河流保护矿柱内,存在河水灌入矿井的风险。在现场调查的基础上,以"三下开采理论"为原则,划定了河流保护矿柱的范围,提出在划定的保护矿柱范围内禁止开采,通过计算确定采用1.2m厚的楔形墙体结构作为采空区密闭设施的密闭方案。最后对保护矿柱范围外矿体的开采进行了数值模拟分析,结果显示保护矿柱范围外矿体的开采对河流基本无影响,表明河流保护矿柱范围划定方案是合理的,研究成果可为类似河床下的矿山采空区密闭处理提供参考。     

人工矿柱置换矿石矿柱的安全性分析

针对瓮福磷矿磨坊矿段矿石回采率低的情况,采用经验公式法和数值模拟对瓮福磷矿磨坊矿矿石矿柱和人工矿柱的稳定性进行了分析,拟采用C20混凝土柱代替原生矿石矿柱,分析结果证明当矿体埋藏深度在100 m以内时,人工矿柱安全、稳定.     

倾斜多层矿床条带开采矿柱应力分布及其倾角效应研究

条带矿柱的应力分布是研究矿柱稳定性的基础,以岩石力学理论为基础,分析了倾斜矿柱平均正应力和剪应力与矿体倾角之间的关系。基于数值模拟,定义应力增长系数表征矿柱的应力分布,研究了多层倾斜矿体开采上下层矿柱应力增长系数与矿体倾角的关系,通过拟合得到了应力增长系数与倾角的函数表达式。研究表明:随着矿体倾角的增加,矿柱平均正应力逐渐减小,平均剪应力先增大后减小;在侧压系数小于1时,矿体倾角增加,矿柱应力减小,减小程度受侧压系数的影响;应力增长系数随矿体倾角的变化关系可用二次函数表示;不同倾角的矿体,矿柱两边缘塑性区分布不对称,矿柱下侧塑性区范围较大;沿矿体倾斜向下上层矿体矿柱内部应力逐渐增大,下层矿体矿柱应力先减小后增大。     

谦比希铜矿露天转地下开采保安矿柱稳定性分析

为实现矿山由露天向地下开采的平稳过渡,需留设一定厚度的保安矿柱,对于确保矿山的安全开采具有重要的意义。针对谦比希铜矿露天转地下开采技术条件,在采用工程类比法和理论计算法确定保安矿柱厚度范围的基础上,选取典型剖面作为研究对象,建立露天转地下开采数值模拟模型,采用有限差分法对保安矿柱的稳定性进行分析计算。结果表明,保安矿柱厚度为20m时,塑性区未与露天坑底贯通,既能保证露天转地下开采过程中的安全,又能最大限度地回收矿石资源,为谦比希铜矿露天转地下开采留设合理厚度的保安矿柱提供了依据,同时对类似由露天转地下开采的矿山有一定的借鉴意义。     

破碎围岩环境下薄矿脉采场不同支撑方式能量释放规律研究

针对某急倾斜薄矿脉钨矿床在采用普通留矿法开采时出现的围岩易发生板裂状垮落、采幅无法控制、只能局部挑采等问题,采用数值模拟手段模拟3种不同支护情况(无矿柱、原生矿柱、人工矿柱)下的上下盘围岩状态,结果表明:随着矿体不断上采,岩体释放的能量逐渐增大,能量变化具有一定的规律性,且在上采至一定高度后各支护方案之间表现出了明显的...     

基于有限差分法的矿体开采仿真模拟分析

以银厂坡铝土矿缓倾斜薄矿体为例,通过建立仿真模拟模型,同时借助Tecplot软件对仿真模拟结果进行处理,分析了矿柱和顶板的应力、位移以及地表沉降等指标的变化趋势,在应力、位移变化的基础上可根据实际情况对开采过程进行不断的优化,达到安全开采的目的。     

板裂状围岩下薄矿脉开采稳定性相似模拟试验研究

赣南某钨矿矿体上下盘岩体多为板岩,结构面发育且岩体破碎,在留矿法放矿过程中,上盘岩体暴露后在次生应力的影响下极易发生板裂状滑落或溃曲破坏,使得采幅难以控制。针对此问题,提出了普通留矿法、静态留矿法、散体人工矿柱+锚固留矿法3种回采方法。通过分析上下盘板裂状围岩随开采过程的位移变形情况,最终选择散体人工矿柱+锚固留矿法作为试验采场回采方法。基于正交试验原理,进行了相似材料配比试验,最终确定的材料配比为ω(沙)∶ω(石膏)∶ω(水)=5.0∶1.0∶1.2。相似模拟试验结果表明:采高较小时,锚杆支护对控制围岩的稳定是有效的,然而随着采高的增大,采场出现应力集中,锚杆逐渐失去了作用,因此仅对围岩进行锚固支护并不足以改善地压环境;散体人工矿柱+锚固留矿法利用人工矿柱减小了回采跨度,提高了整个采场的稳定性。对比模拟结果可知,其上下盘及顶板的位移量远小于其他2种回采方法。     

基于量纲分析的露天转地下境界矿柱厚度研究

境界矿柱的稳定性受多种因素的影响,目前尚无确定境界矿柱厚度的统一方法。基于此,引入量纲分析理论,选取采空区跨度、矿柱容重、单轴抗压强度、上覆荷载与爆破振动荷载等5个主要影响因素,建立境界矿柱厚度计算模型,并以某金属矿山为实例对计算模型进行了验证,结果表明:利用计算模型得到的境界矿柱厚度为10.38 m,与实际值10 m很接近,而经典境界矿柱厚度计算方法得到的矿柱厚度为11.8～16.1 m,证明计算模型是可靠的。将计算模型应用于某铁矿,通过数值模拟分析和现场监测,进一步验证了模型的实用性。最后基于正交试验设计原则建立境界矿柱厚度的灰色关联模型,分析了境界矿柱厚度对各影响因素的敏感性,得出境界矿柱厚度对跨度与单轴抗压强度的敏感度最大,容重与上覆荷载次之,爆破振动荷载最不敏感。     

石膏矿采空区稳定性分类的综合评判法研究

为有针对性地治理采空区,有必要对石膏矿山采空区稳定性进行合理地分类,为此提出了采空区稳定性分类的综合评判法.该评判法将采空区的存在时间、采空区的面积、矿柱面积比率、矿柱宽高比、采空区是否有水、当前来压情况及采空区周边情况作为主要分类标志,依据综合得分情况对采空区稳定性进行合理划分.研究成果对石膏矿山采空区稳定性分类提供了重要依据及借鉴,可在石膏矿山生产实践中推广应用.     

采空区顶板大面积冒落的数值模拟

运用岩石破裂过程分析RFPA2D系统,对采空区顶板大面积冒落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.     

宜昌磷矿采空区现状及隐患分析和建议

介绍了宜昌磷矿区数十家矿山开采后留下的采空区形成原因、带来的危害及现状,并对这些采空区存在的安全隐患进行详细了分析,同时提出了采空区的处理建议.     

基于瞬变电磁法探测大信北斗山采空塌陷区

针对瓮福磷矿大信北斗山采空区引起山体坍塌的情况,为更好地进行地质灾害评估和确定重新开采方案,采用瞬变电磁法探测对该区域进行勘探,以查明采空区的空间分布范围和赋存状况,推断出采空区的位置与形状,其结果真实可靠.     

山区村庄保护煤柱留设及采动影响变形预计

在矿井设计中合理确定山区村庄保护煤柱,确保村庄或城镇安全,是矿井设计面临的主要问题之一。针对这一问题,以和平煤矿设计实际情况为例,介绍了山区村庄保护煤柱的留设方法,研究并验算了煤柱留设后村庄的主要变形值。结果表明,村庄距采空区边界最近处对应主要变形值在规定的允许的范围内,确保了矿井采动对村庄影响降到可控制范围内。对条件相似矿井的煤柱留设及地表变形预计有一定的指导意义。     

基于CMS实测的采空区群稳定性数值模拟方法

应用空区探测系统(Cavity Monitoring System,简称CMS),精确地获取地下矿山采空区的三维形态和准确的空间位置,并借助大型三维矿床软件SURPAC建立起了空区的三维形态模型,在此基础上,研究提出了空区稳定性数值模拟建模的SURPAC和FLAC3D耦合方式,形成了基于实测的采空区稳定性数值模拟分析的新方法,有效地提高了采空区稳定性数值模拟结果的准确性和可靠性.该方法已在铜坑矿采空区群稳定性数值模拟研究中成功应用,验证了该技术的有效性和可靠性.     

监测监控技术在石膏矿采空区的应用

通过对石膏矿山采空区特点的分析,结合目前已有的采空区监测监控方法,对石膏矿山监测监控方法进行了合理的选择。针对石膏矿山采空区稳定程度的不同,对在线自动监测、人工监测的测点布置进行了说明,具体分析了监测监控系统布置方案。此外,还对监测监控系统在石膏矿山的应用提出了合理的建议。     

地下采空区顶板安全厚度的确定

利用强度折减技术和二分法原理,以塑性区的贯通作为顶板破坏的标准,当采空区顶板的安全系数等于1.2时,利用FLAC软件计算得出各种跨度空区在不同岩层中的最小安全顶板厚度.     

地下矿山固体尾废资源化利用研究

简单分析了矿山固态尾废综合利用现状,提出了利用固态尾废充填空区是其大宗资源化利用的最佳途径,利用尾废充填采空区缓解了因地表尾废堆存占用土地的矛盾,指出了矿山环境治理的发展方向。     

宜昌磷矿采空区处理的实践与思考

介绍并分析了宜昌磷矿开发30多年来采空区处理的典型实例，对今后如何加强该矿区采空区处理工作提出了若干建议。