基于DIMINE-MIDAS/GTS的采空区稳定性分析

随着矿山的开采,形成大量的采空区,采空区的存在严重威胁井下作业人员安全,并影响企业的长期发展。为了保障安全生产,采用室内试验、数值模拟等技术手段针对南川河石灰岩矿井的地下采空区进行了稳定性分析。在室内岩石力学试验基础上,根据Hoek-Brown准则及其强度参数的估计法,对该矿的岩石力学参数进行折算,利用大型三维矿山软件DIMINE建立有限元三维数值模型,结合有限元数值分析软件MIDAS/GTS进行矿山开采及采空区稳定性有限元数值模拟分析。得出结论:老采空区顶板出现拉应力破坏,局部最大拉应力为2.27MPa,易发生冒顶片帮事故;13号矿柱产生主应力集中,处于压应力破坏;采空区周边矿柱仅有少量单元发生塑性破坏,塑性区主要存在于采空区顶板;地表位移沉降较小,矿山采空区基本处于稳定状态。     

基于AHP-TOPSIS综合评判的深部厚大矿体采矿方法优选

针对高峰矿深部急倾斜厚大矿体开采对生产能力和生产效率提升的要求,开展了采矿方案优选研究。首先建立了基于层次分析法（AHP）和逼近理想解（TOPSIS）的综合评判模型,并根据矿体开采技术条件初选了3种采矿方案。采用AHP-TOPSIS模型,从技术、经济和安全3个方面选取共11个指标进行综合评价,得出最优采矿方法为分段空场嗣后充填采矿法。     

深埋厚大矿体采场结构参数优化

合理的采场结构参数可使采场处于有利的力学状态,使围岩的应力、应变分布趋于均匀化,在保证开采系统稳定和生产安全的前提下,减少支护工作量,提高采矿强度和生产效率。在深入分析思山岭铁矿地质概况与采矿方法的基础上,对影响矿房回采稳定性的矿房高度、矿房宽度、采场长度、矿柱宽度、矿柱充填方式等5个关键因素进行2水平正交设计,获得8种试验方案。运用大型岩土软件FLAC3D对盘区内不同方案的采场结构参数进行数值模拟研究,分析其在不同结构参数下应力、位移、塑性区等特征,初步得出采场处于最有利力学状态时的结构参数方案(采场高60 m、采场长60 m,矿房宽18 m、矿柱宽20 m的参数方案)。计算结果表明:回采过程中,采场长度对顶板应力和顶板位移的影响最大,采场越长,应力值越大,且压应力主要在盘区间柱集中,顶底板处出现拉应力集中。分析结果可为盘区矿房矿柱的安全高效回采提供技术支持。     

浅埋厚大残留矿体安全回采方案研究

为了的对浅埋厚大囊状残留矿体进行安全回采,通过对矿体区域内的岩体进行调查和质量评价,得到了矿岩和围岩的RMR评分值,对矿岩和围岩进行了岩石力学试验,测得了主要的力学参数。根据残留矿体的空间赋存特征,通过方案技术、经济对比,确定采用垂向矿柱空场法为开采方案。对回采方案进行数值模拟分析,结果显示,矿房回采结束后,矿房顶部最大位移为2.36cm,对两种矿柱的回采顺序进行了模拟,并根据模拟结果进行了对比分析,最终确定了矿柱的回采顺序。矿柱回采后,空区顶板Z方向的最大位移达3.9cm,说明空区是稳定的,研究结论对回采存留矿体具有一定的指导意义,并从理论上分析了回采结束后空区的稳定性。     

采空区地表沉陷及移动规律的数值模拟

在室内物理力学试验、EH-4综合探测采空区的基础上,利用MIDAS/GTS建立三维数值模型,通过动态模拟某河床下民采开采过程,研究了沉降区覆岩移动规律,得到了与实际监测结果相吻合的结论,并在此基础上对沉降区范围和变化规律进行了预测,为采空区治理方案的确定提供了依据     

基于MIDAS/GTS的上向水平分层充填法结构参数优化

利用MIDAS/GTS软件对杨林坳矿上向水平分层充填法的结构参数进行优化,包括采场结构参数及上向进路充填法进路规格的优化,以确定适合杨林坳矿体开采技术条件的采场结构参数。模拟结果表明,合理的采场结构参数为矿房宽15 m,矿柱宽10m;进路规格为3m×3m。合理的结构参数确保了矿山开采的安全,对同类矿山的生产设计工作有一定的指导作用。     

缓倾斜厚大矿体采空区探查与稳定性模拟辨识

广西华锡矿业有限公司铜坑矿业分公司目前开采的92号矿体为缓倾斜厚大矿体,因前期空场法开采形成复杂的采空区,制约了矿山安全开采。为了矿山可持续发展,需要全面掌控采空区状态,通过对多重空区的特征和现状探查,采用三维数值仿真模拟方法,构建了典型采空区的数值仿真模型,从位移和应力特征值等方面对空区稳定性进行了分析。结果表明:目前典型的采空区在顶板中心位置出现最大沉降值,大小为3.64～4.05 cm;在底板中心位置发生最大底鼓,位移为3.21～3.33 cm;采空区顶底板出现拉应力集中现象,其中最大拉应力为0.62 MPa;采空区侧帮压应力集中,其中最大值出现于顶底板与侧帮交界位置,最大达到17.6 MPa;模拟结果显示典型采场出现局部破坏现象,与采场边界位置的岩体破碎实际情况相符。通过采空区稳定性模拟分析,为矿山安全开采提供了可靠的理论依据。     

浅埋厚大囊状残留矿体安全回采方案研究

为了安全高效的对浅埋厚大囊状残留矿体进行安全回采,通过对矿体区域内的岩体进行调查和质量评价,的到了矿岩和围岩的RMR评分值,对矿岩和围岩进行了岩石力学试验测的了主要的力学参数。根据残留矿体的空间赋存特征,通过方案技术、经济对比,确定采用垂向矿柱空场法为开采方案。对回采方案进行数值模拟分析,模拟结果显示,矿房回采结束后,矿房顶部最大位移为2.36cm,对两种矿柱的回采顺序进行了模拟,并根据模拟结果进行了对比分析,最终确定了矿柱的回采顺序,矿柱回采后,空区顶板Z方向的最大位移达3.9cm。     

缓倾斜矿体采空区稳定性数值模拟研究

根据缓倾斜矿体的特征,采用FLAC3D软件对某铁矿1#矿体采空区稳定性进行了充填前后的数值模拟,对空区治理、矿柱回采的方案制定及安全生产具有一定的借鉴作用。     

金川二矿区厚大矿体开采新技术研究

针对金川二矿区开采现状,在原有开采方案的基础上提出了一种新的开采方案,即矿体中部一个盘区有序滞后一个分段回采,并同步割帮处理滞后盘区的开采方案。在地质条件、进路结构参数以及充填材料力学性质相同的情况下,采用FLAC3D模拟分析了8种不同开采方案下采场周围岩层应力、位移变化情况。结果表明,与连续开采和两步骤开采方案相比,新开采方案既能使矿体开采之后的主应力分步调整趋于均匀,又能够较好的抑制上盘、下盘围岩向采空区赋存方位的收敛变形。     

深部矿体回采对上盘斜坡道稳定性影响分析

为了研究板庙子金矿北区深部矿体开采对上盘斜坡道稳定性的影响,通过分析北区矿体的赋存条件,初步提出4种矿体回采方案,并对4种方案进行了数值模拟,采用地表倾斜i、地表曲率k、地表水平变形ε3个指标作为4个方案优选的评价指标,通过模拟分析计算,最终确定方案一为最优方案,按此方案回采后的斜坡道扰动最小。     

哈图金矿深部矿体采矿方法选择的分析

哈图金矿自建矿以来基本上采用常规的浅孔留矿法采矿,随着开采深度不断增加,矿岩应力和矿体产状变化逐步加大。针对深部厚大矿体,常规浅孔留矿法显然难以适应,再加上开采规模要扩大到2000t/d,因此需采取更加符合需求的采矿方法来满足安全生产的需要,经过对比分析,认为垂直走向布置浅孔留矿法嗣后充填和上向分层充填采矿法均可适时采用。     

深部厚大破碎矿体回采技术探讨

随着采矿工程的深部延伸,采矿环境变得越来越恶劣。对于深部矿产资源回采技术的研究成为了当务之急。而对于深部厚大破碎矿体的回采更是一个世界性的难题。以金川二矿区1# 矿体为例,在采用机械化下向胶结充填采矿方法的基础上介绍了留矿柱两步回采方案跟无矿柱连续回采方案,并着重分析了各方案的优劣,这对类似矿山有十分重要的借鉴意义。     

列车动荷载对采空区地表的影响分析

选用枣临铁路DK5+160~DK5+400穿越采空区路段的工程实例,应用MIDAS/GTS数值软件对不同工况条件下的铁路-采空区模型进行三维数值模拟,将采空区地表沉降值进行对比分析,从而对铁路路基的稳定性进行评价并提出合理的建议。     

司家营厚大矿体矿房分步式开采结构工程分析

针对司家营铁矿井下大规模开采围岩的潜在失稳性，运用UDEC软件进行数值计算，分析不同开采阶段地压变化，应力云图揭示了采场顶板岩体内应力场向有利于维护围岩稳定的拱形承载结构演化，该结构的拱失f和拱跨L近似相等。同时在拱脚矿体上下盘边界和拱顶风化带岩层共显现出3个高压应力区，其中上下盘处应力集中，表明该部位矿房应快速组织充填。基于数值分析结果，建立了拱形桁架结构工程体系，并对该体系力学模型进行了分析，得出一、二步矿房宽度比值，并设计了厚大矿体的矿房宽度为20 m，安全系数达1.96。通过数值计算预警及理论分析优化设计，可有效保证地下规模化开采的安全性和连续性。     

北山公司深部矿体开采工艺技术及主要问题

北山矿区因大量民采非法抢采矿产资源形成了大量采空区,给深部资源开采带来了安全和技术方面的难题,如何安全有效地开采该深部矿体,是个值得深入研究和探讨的问题.简介了深部开采的主要工艺技术和存在问题,供各位同行及学者共同探讨.     

缓倾斜中厚矿体采空区稳定性数值模拟分析

为研究缓倾斜中厚矿体采空区稳定性,在研究采空区失稳机理以及收集矿床资料、采矿进程及进行室内岩石力学实验的基础上,利用数值模拟软件FLAC对磨坊矿五号井2号矿体4号采场的开采活动进行了模拟.通过对采空区竖向应力分布,塑性区发展趋势以及剪应变增量的分析,得出了空区的稳定性程度及破坏发展趋势:(1)在空区顶板与地板中心处出现了拉应力的集中;(2)空区剪切破坏首先发生在角隅与矿柱的中下部,导致矿柱的失稳,然后再向空区边缘顶板上部发展,最终导致顶板整体塌陷;(3)一、二步开挖后空区处于稳定状态,最后一步开挖后,采空区失稳.     

朱兰铁矿深部急倾斜厚大矿体回采顺序优化研究

合理的回采顺序是深部矿体安全高效回采的关键。为确定朱兰铁矿深部矿体阶段空场嗣后充填采矿法的最佳回采顺序，设计了4种盘区内采场回采方式和3种矿房回采顺序，利用AutoCAD-Midas-FLAC^3D耦合建模技术，分析了各方案回采过程中的应力和顶板下沉位移变化、盘区回采结束后的塑性区范围及分布情况。结果表明：盘区内采场“隔二采一”和矿房“中央向两翼开采”的回采顺序方案应力集中程度低，顶板下沉位移量变化小，塑性区范围及分布情况好，且回采工艺简单，有利于提高采场稳定性，确定为最优回采顺序。研究成果可为朱兰铁矿深部矿体回采提供技术依据，也为同类型矿山回采顺序设计提供借鉴。     

复杂地质条件厚大磷矿体采空区顶板联合支护方法

白竹磷矿是国内罕见的厚大缓倾斜磷矿体,矿层最大厚度接近25 m。结合白竹磷矿复杂地质条件,特别是顶板结构破碎、节理发育等特点,在该矿首次采用适用于空顶高、暴露面积大缓倾斜厚大磷矿体采空区处理的锚杆-锚网-锚索综合加固技术。在实际应用过程中,首先在矿层顶部Ph3平巷进行切顶,切顶采用SandvikDD310-40凿岩台车凿孔装药爆破,然后采取顶板分类管理技术进行顶板分级,最后针对顶板结构分级情况采用相对应的锚杆、锚网护顶护帮,再用锚索加固顶板。经过多年试验,探索出了一套适用于复杂地质条件下磷矿顶板管理的方法。