海下矿体充填开采安全性数值模拟研究

海下矿体开采技术与安全要求高,开采过程中的海水渗漏可能造成井毁人亡的重大安全事故.以三山岛西南翼矿段为研究对象,应用FLAC3D对该矿段开采过程的安全性进行模拟分析,并结合现场调查对西南翼矿段进行安全性评价.研究结果表明:131线区域由于矿柱的存在,稳固性好,安全性较高;125线及143线区域随着开采过程中拉应力增加,...     

中厚倾斜矿体卸压开采设计数值模拟研究

针对谦比西铜矿矿体与近矿围岩稳定性差,受地压影响严重,进路屡遭破坏等问题,应用2D-数值分析软件,对不同开挖方式下岩体应力场变化规律和分布特征、卸压过程的力学机制、采场结构的及参数优化进行了数值模拟研究。结果表明,沿脉布置1条进路,增大空区跨度和减小空区高度的采场结构方式可以实现卸压开采的目的。在谦比西铜矿矿体所具备的倾角厚度条件下,进路布置在距矿体下盘6 m处,回采后可使下分段进路处的垂向应力降低18%,能够满足卸压及经济效益2方面的要求。     

岩质边坡稳定性的FLAC3D数值模拟分析

介绍了FLAC^3D软件的基本原理及使用方法，并以德兴铜矿黄牛前岩质边坡为例，对整体边坡采用FLAC^3D软件进行三维数值模拟稳定性分析，分析结果与实际相符合。     

似膏体充填开采沉陷的FLAC3D数值模拟

基于FLAC^3D数值模拟软件与Midas/GTS辅助建模技术,采用Mohr Coulomb本构模型,对西马煤矿南一采区工业广场保护煤柱范围内的1327工作面进行了似膏体充填开采后的地表移动变形预计分析,并将其结果与概率积分法预计结果进行比较,得出FLAC^3D模拟结果（该结果符合实测数据）。分析结果表明:FLAC^3D数值模拟不需要确定繁杂的参数,而是以实际钻取的煤岩的物理参数为计算依据,较概率积分法更为简捷;研究成果为似膏体充填开采沉陷预计分析探求了一种更为高效的研究方法,也是对于传统概率积分预计方法的有效补充。     

基于FLAC3D和SURFER的矸石充填开采沉陷数值模拟

应用FLAC3D,SURFER8对矸石充填开采后的地表移动情况进行了预计,通过与概率积分法的预计结果进行对比,发现使用FLAC3D进行模拟与概率积分法结果比较接近。但是前者是以实际钻取煤岩物理力学参数为计算依据,避免了使用概率积分法预计时需要进行确定繁杂的参数(如等价采厚、主要影响角等)的问题,为矸石充填开采沉陷预计及工程决策探求了一种高效简捷的方法。     

复杂地质条件下矿体开采顺序的数值分析

针对复杂地质条件下的矿体开采工作,根据某矿山实际特点,采用数值模拟技术分别分析了不同中段（垂直方向）和同一中段（水平方向）矿体的回采顺序（共5个方案）,并综合比较了应力场分布、围岩移动规律和孔隙水压力聚集等指标,得到了最优回采方案。结果表明,对于该矿Ⅱ3矿体,不同中段的回采顺序宜采取从上往下方式,而同一中段回采时,应采用中央向两端的顺序。     

磷矿地下开采地压规律的FLAC3D数值模拟

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿2号坑口北采区深部矿体为工程背景,通过FLAC3D数值计算工具,对不同矿体厚度下深部磷矿体地下开采过程中采场、围岩的稳定性及地压活动规律进行研究。数值计算结果表明：①矿体采出后,采空区上覆岩体的自重力向周边新的支承矿壁点转移,在采空区上方形成卸压带;同时在其前方与后方两侧矿壁附近形成支承压力增压带。随着采场向前推进,超前支承压力随之前移,采场覆岩受采动影响的范围也在不断扩大。②倾斜条件下,矿体开挖后所形成的采空区上部覆岩与下部覆岩应力状态是非均匀、非对称的,整体上采场上部矿压显现程度比下部明显。③随着开采矿层厚度的增加,矿体开挖形成采矿区后,采场覆岩受采动影响的范围更大,而矿压显现的程度则减弱。采空区前方支承压力区域最大应力集中系数减小,塑性区范围增大。     

矿山开采沉陷的FLAC~(3D)数值模拟分析

利用FLAC~(3D) 数值模拟了煤层开采沉陷,主要分析了开采矿山工作面及增加已开采矿山工作面的开挖深度对变电站及其周围监测点沉陷量的影响。结果表明:各个工作面整体上对变电站的沉降量影响比较小。变电站沉降量随着单独开采工作面的增加在微小地增大,最后达到稳定。共同增加开挖工作面时对变电站沉降的影响比单独开挖时稍大。变电站的沉降值随着工作面开采深度的增加逐渐增大,增加单独开采工作面的开挖深度对变电站沉降的影响小于其共同开采的影响。     

数值模拟在新城金矿V#矿体开采中的应用

为研究新城金矿极破碎难采矿体用上向水平进路充填回采时的稳定性,采用ANSYS软件有限元建模的方法,从5种进路模型中分析比较后选择一步进路规格为7·0m×4·5m,二步进路规格为5·0m×4·5m,这也与矿山试验采场的参数相吻合;在此基础上继续分析盘区在不同接顶率和开采阶段下的位移、应力分布情况,得出每个阶段必须要保证的接顶率大小。     

难采矿体开采方案的数值模拟研究

针对某铜矿Ⅰ矿体处于复杂地质环境、水平构造应力影响大以及围岩稳定性差的条件,提出了"隔一采一"和"隔二采一"两个开采方案。应用ANSYS软件建立了三维模型,对两个开采方案分别进行了数值模拟,位移及应力分析表明,"隔二采一"开采方案对顶部影响较小,可达到了安全生产的目的。     

东坪金矿采空区开挖过程的三维有限元数值模拟

结合东坪金矿南山采区1号空区的工程实际，采用Plaxis 3D Tunnel对其建立三维数值模型，并对其不同开挖顺序的开挖过程进行数值模拟。通过对开采过程中的地压活动规律和围岩稳定性进行分析，论证了地下采空区开挖方案的可行性，揭示了采空区不同开挖阶段应力的集中部位和围岩的潜在破坏部位。计算表明该空区由上向下开挖顺序较为有利，其开挖过程总体可以保持稳定，但也存在不安全隐患。计算结果对该矿山的安全生产具有指导意义。     

基于FLAC3D的大型采空区群稳定性数值模拟分析

根据采空区群分布情况,首先用高精度BLSS-PE矿用三维激光扫描测量系统进行精密探测,获得了105万m3大型采空区群,然后采用数值模拟软件FLAC3D计算分析该采空区群稳定性状况,模拟结果显示,间柱多发生塑性破坏,采空区群上下盘易发生拉破坏,存在大规模冒落危害,安全隐患突出。     

缓倾斜中厚矿体盘区式开采的微机化三维有限元研究

对缓倾斜中厚矿体的盘区式开采做三维有限元分析是一个有数以千计单元的大、中型算题,这将要求庞大的计算机内存,应用传统的链式结构程序是难以在微机上进行的。本文通过将传统链式程序结构变革为并列模块式的程序结构,并采用内存空间的数组动态定位等方法,解决了在微机上求解大题目的矛盾。文中简要介绍了基于该法开发的三维有限元微机程序及其前、后处理系统。应用本程序于河北某大型地下铁矿缓倾斜中厚矿体盘区开采的模拟和顶测,其结果获得了矿山认可。     

利用观察穿孔岩(矿)粉圈定矿体的实践

矿山地质工作是一项实践性、综合性、技术性很强的工作。南芬铁矿地测部门在多年的生产实践中 ,根据其矿床成因和成矿规律 ,总结出一套成功的日常生产地质工作管理方法 ,其中 ,利用穿孔岩 (矿 )粉控制矿体的方法 ,经多年实践证明 ,简洁实用、准确可靠 ,经济合理、技术可行 ,很值得在全国同类金属露采矿山推广应用     

煤层注水湿润分布状态的数值模拟

建立了非饱和－饱和二维非稳定渗流的煤层长孔注水显润问题的动态数学模型，用有限元数值解法求解，用非饱和吸附理论构造了湿润过程中煤体贮水系数，导水系数与湿润压力的关系，其中参数识别用最优化算法与现场注水试验结果进行反求拟合获得。实例计算表明，模拟湿润状态符合注水煤层的湿润情况。     

采动断层活化分形界面效应的数值模拟研究

采动断层活化是采矿科学中的重要研究课题，以往的研究没有揭示断层面几何形态对它的影响，针对地质断层面的分形性质，构造了自仿射意义下的分形曲线及含有这种分形地质断层面的地质采矿模型，用数值方法模拟地下开挖引起分形断层面活化的现象，研究和总结了分形断层面对采动岩体沉陷的影响规律。研究表明，采动断层活化具有明显的分形界面效应；采动断层剪切滑移力学行为与其分形维数是相关的，不同分形维数的断层面采动后，导致其     

磁铁矿崩落空间磁法监测技术的理论及数值模拟研究

利用地球物理方法，针对传统方法无法解决的磁铁矿自然崩落法崩落空间监测问题，提出一种全新的方法——磁铁矿自然崩落空间的磁法监测技术，本文即为该技术的理论和数值模拟分析。     

FLAC3D用于充填模拟分界面力学特性研究

充填金属矿山采空区时,充填体与围岩在接触面上会发生滑动和分离。本文利用FLAC3D的分界面(interface)模拟接触弱面,收到良好效果,并通过试验对比,确定了合理的分界面强度参数。结果表明,在充填区域的顶部和四周同时设置分界面,可得到理想的模拟效果。分界面的刚度很重要,内聚力和内摩擦角对结果的影响很小。     

矿柱崩落法处理采空区的数值模拟

非法开采在木架山下形成了37 5万m2的采空区,提出用矿柱崩落法处理W143～W150勘探线间的采空区。应用三维有限元程序ANSYS和三维水力耦合分析程序EPSCA3D模拟了采空区处理过程。结论表明,按设计崩落矿柱,可引起顶板冒落,不会发生大规模的地表沉陷和岩体移动,不会影响后续生产安全。由于水力耦合,采空区处理引起岩移量降低。     

煤堆自燃过程的数值模拟

煤炭自燃火灾严重影响煤炭的安全生产和储藏。本文建立了二维煤堆自燃过程的热流方程和氧气传输方程,对煤堆的自燃过程进行了数值模拟,探明了煤堆温度随时间的变化规律,分析了煤堆的不同堆放方式对煤堆传热与燃烧的影响。为煤堆自燃过程的研究提供了理论基础。