地下采场稳定性数值模拟研究及结构参数优化

采场回采顺序及结构参数对提高采场回采安全性,降低回采损失、贫化率,提高回采效率有重要意义。利用FLAC3D数值分析软件,对不同结构参数采场稳定性进行数值模拟分析。通过对矿柱及围岩的应力、应变及破坏特征进行分析,得出不同采场结构参数条件下采场的应力、应变及破坏特征变化规律,最终确定合理的回采顺序及采场结构参数,提高采场回采安全性及回采效率。     

大直径深孔落矿嗣后充填采矿工艺采场结构参数数值模拟研究

针对矿山大直径深孔落矿嗣后充填采矿工艺矿房布置情况及结构参数，运用FLAC3D软件进行数值模拟计算，对两种不同充填配比方案的充填体进行应力场、塑性区、位移场分析，结果表明：在保证充填体稳定性、安全性的同时，充填灰砂比可以由1∶4调整至1∶6,从而降低充填成本；对原设计在充填体中布置巷道回采二步骤矿房的方式会因巷道开挖导致充填体内部塑性变形，从而引发冒顶、垮塌等不利现象；根据模拟结果对二步骤矿房底部结构进行了设计优化，设计采用漏斗式、堑沟式、平底结构布置，充分保障了矿房回采的安全。     

凡口铅锌矿盘区机械化上向中深孔充填采矿法的爆破网络及爆破参数优化分析

针对凡口铅锌矿用盘区机械化上向中深孔充填法回采间柱采场的过程中,沿用原来的爆破技术所产生的问题和目前企业对安全提出的新要求,对爆破网络及爆破参数进行了优化调整,并引进光面爆破技术,进一步完善了该采矿工艺。     

中深孔掏槽爆破装药优化的数值模拟研究

采用LS-DYNA商用有限元程序建立了4孔掏槽爆破的有限元模型,模拟分析了不同孔深条件下不同装药系数时的爆破掏槽过程。计算结果表明掏槽孔是影响中深孔爆破效果的重要因素,并为优化掏槽孔设计方案提供了理论依据。     

高山复杂矿体采场结构参数优化研究

为了确定羊拉铜矿高山复杂难采铜矿体开采的合理采场结构参数,在工程地质调查和岩体质量分级基础上,利用FLAC3D计算软件进行了采场结构参数优化,结果表明,盘区长50 m,宽36 m,间柱宽5 m时有利于采场和矿柱的稳定,是最佳的采场结构参数。工业试验的结果也验证了优化结果,达到了预期目标。     

某铝土矿采场结构参数优化数值模拟

采场结构参数是地下矿山开采中影响开采安全和回采效率的重要因素,合理选择采场的结构参数是矿山亟需解决的技术难题。以某铝土矿采场结构参数优化为研究对象,综合分析了某铝土矿矿体的赋存条件,采用FLAC^3D三维数值模拟软件,构建了直接顶板为土状岩体的铝土矿分条回采模型。为确定较为合理的采场结构参数,分别选取7、9、11 m三种采场跨度开挖方案,分析了不同结构参数下的围岩变形、应力分布和塑性区分布特征。对比各方案应力、位移、塑性区之间的变化。结果表明,7 m跨度下采场整体处于稳定状态;当跨度增加到9 m,采场顶板出现一定的塑性区;当跨度继续增加到11 m,采场顶板的塑性区范围和位移量进一步增大,采场中间存在沿条带方向出现垮冒的风险。因此,为了保证采场稳定性与安全,建议采场跨度选择9 m。研究结果对类似铝土矿矿山采场结构参数的确定具有借鉴意义。     

基于数值模拟的采场永久矿柱宽度优化研究

根据开采矿山的实际情况,基于永久矿柱的不同宽度,提出了4种不同的优化方案。采用三维有限元分析软件建立了数值分析模型,模拟并分析了4种不同的开挖方案后应力场和位移场分布规律,得到了最优的开采方案。研究结果表明:永久矿柱压应力、顶板拉应力的极值在特定的矿体赋存条件下呈现出一定的波动性,但采场顶板的拉应力分布区域体现出随永久矿柱宽度的增大而减小的规律;各方案中较大的位移都出现在采场的顶板和底板,并且采场顶板的位移要高于底板,其顶板最大的沉降位移量分别为8.5,8.4,6.1,5.9cm;永久矿柱主要产生受压破坏,结合采场顶板应力场分布情况以及沉降位移的变化规律,从平衡经济和安全的角度综合分析认为倾斜永久矿柱宽度12m为最优方案。     

某钨矿细脉带采场结构参数优化研究

以某钨矿细脉带采场为研究对象,对采场结构参数进行了优化研究,基于正交试验方法设计参数方案,采用FLAC~(3D)软件对各方案进行数值模拟,综合分析采场应力、位移和塑性区体积变化规律。结果表明:间柱宽度对采场稳定性的影响较顶柱厚度更加显著;顶柱监测点最大拉应力随着顶柱厚度的增加而减小,当顶柱厚度为8 m,拉应力峰值超过了矿体的抗拉强度;当顶柱厚度不变时,顶底板最大位移随着间柱宽度增加呈线性减小,塑性区体积随着间柱宽度增大而减小;细脉带采场结构的最优参数值为顶柱厚10 m、间柱宽12 m。     

基于FLAC3D的采场结构参数优化

房柱采矿法适合于开采水平或近似水平的矿体,在确保采场安全的前提下,获得较高的矿石回收率和降低矿石损失与贫化的重要途径是选取合理的采场结构参数。利用有限差分软件FLAC_3D,建立了开采水平矿体时的采场结构力学模型并进行了数值模拟,分析了采场结构参数对房柱法采场稳定性的影响。然后,针对鄂西缓薄高磷赤铁矿,通过数值模拟,得到了不同深度下的采场最优结构参数,并计算得到了矿石回收率,进而通过线性回归得到回收率随深度变化的函数关系。     

中深孔爆破对采场人工假顶的影响研究

为探究爆破对采场人工假顶稳定性的影响,采用LS-DYNA动态分析软件,对中深孔爆破对4.75 m厚的人工假顶的扰动破坏进行了数值计算。结果表明,在应力波自孔底向孔口方向传播的过程中,爆破应力逐渐减小,且在人工假顶中的分布均匀,衰减较快。顶部留设0.5 m厚的保护层后,人工假顶绝大部分单元的最大有效应力值小于充填体的塑性破坏强度,表明爆破作用对人工假顶的破坏较小。在某铅锌矿进行了现场爆破试验,并在人工假顶关键位置布设位移监测点,结果表明,中深孔爆破后,人工假顶和采场边帮无垮塌和冒落现象,顶板沉降位移较小,爆破效果良好。     

房柱交替上升式采场结构参数优化研究

房柱交替上升式充填采矿法是一种新的采矿方法。利用ANSYS模拟软件对5种结构参数组合方案进行数值模拟,获得位移、应力、应变等定量指标,并结合实施难易程度、与地质条件的适应性、矿柱回采的相对难易程度、相对生产能力等4个定性指标,通过模糊综合评判,获得最优的采场结构参数组合:矿房宽度10 m,矿柱宽度10 m。对采场结构参数的优化,能够确保矿山安全、高效回采。     

哈图金矿盘区机械化采场结构参数数值模拟研究

合理采场结构参数的选取过程本质上是安全生产与高效生产的权衡统一过程。根据哈图金矿盘区机械化上向水平分层充填法工艺特点及矿体赋存条件,编排对比方案,采用FLAC3D数值模拟分析,最后选取采场最大控顶高度为3 m,盘区内中间采场超前3分层回采,当矿体厚度为4 m时,推荐采场长度为50 m;当矿体厚度为8 m时,推荐采场长度为40 m。     

分段矿房嗣后充填采矿采场结构参数优化研究

针对刘塘坊铁矿现有采矿方法存在人员、设备在采场 顶板下作业不安全的问题,推荐了分段矿房嗣后充填采矿方 法,并应用 Mathews图解法对采场结构参数初选.在初选 结果的基础上,按照采场跨度取５０m、４０m、３０m 和间柱宽 度取６m、７m、８m 得到９个组合方案,应用 FLAC３D软件对 ９个采场结构方案进行采场结构稳定性分析;最后,从安全 和经济角度对９个组合方案进行综合比较,确定最优的采场 结构参数为:采场长度４０m,采场宽度２０m,间柱厚度７m.     

大直径深孔爆破参数优化研究

针对地下大直径深孔爆破存在的块度不均、超采超爆、边帮控制不佳等问题,在影响爆破效果的主要因素进行理论分析的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA软件对大直径深部爆破孔网参数和边界孔装药结构进行模拟研究,确定了不同孔径下最佳的孔网参数和边界孔装药结构。将爆破参数优化结果应用于凡口铅锌矿井下大直径深孔爆破现场,取得了良好的爆破效果,研究结果为类似矿山大直径深孔爆破参数优化提供理论依据和和技术参考。     

铜绿山矿井下深孔爆破孔网参数数值模拟研究

针对铜绿山矿大直径深孔落矿工艺中出现的大块落矿、采场漏斗堵塞、超爆超采等现象,借鉴其他矿山的生产实践经验,提出采用小孔径和小药量的爆破方案,并通过ANSYS/LS-DYNA软件对165,127,110 mm三种不同直径炮孔不耦合装药结构简化模型进行了数值模拟。通过观察模型中单元有效应力的分布和传播规律,并在岩石材料中添加失效准则关键字,观察爆炸漏斗的窿形,得出各直径炮孔的最佳孔网参数。     

巴鲁巴铜矿采场结构参数优化数值模拟研究

中色卢安夏铜业有限公司巴鲁巴铜矿矿体北翼陡倾角矿体目前已基本回采完毕,余下资源主要为缓倾角矿体。针对缓倾角矿体的回采,尝试过多种采矿方法,但均未收到良好的效果。目前使用单分段崩落法,此采矿方法主要问题为采矿贫化率过高。为解决此问题,利用有限元软件ANSYS对采场不同布置方式时围岩的应力变形状况进行分析,对计算结果进行比较,最终确定了适合采场的结构参数,即凿岩道布置在矿体下盘3m的位置,凿岩道间距设置为12m。实践结果表明,采用优化后的结构参数,贫化率由原来的33.35%降至24.24%。该研究为工程领域采场结构参数优化设计提供了一种新的方法。     

冬瓜山铜矿采场大直径束状深孔爆破数值模拟

以冬瓜山铜矿常用的采场大直径束状深孔爆破技术为研究对象,对不同单孔炸药长度的爆破效果进行了系统的数值模拟分析。结果表明：炮孔爆破开始后,冲击波压力值逐渐升高,并且冲击波以柱面波形式向周围传播。炮孔起爆后,在不同的装药量情况下,粉碎区边界上爆炸冲击波的压力荷载都在很短的时间内达到一个极高的值,导致岩体发生强烈的压缩破坏。将模拟结果同完全相同工况下的大直径平行深孔爆破数值模拟结果的对比表明,应用大直径束状深孔爆破时的最大应力有了显著提高,且最大应力发生时刻也较平行深孔提前。因此,在相同装药量前提下,大直径束状炮孔爆破形式的炸药荷载作用效果更好。