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。     

充填法两步回采采场结构参数优化

后观音山铁矿露天转地下交接工作已基本完成, 为了选取合理的采场结构参数, 根据矿岩与充填体力学参数, 运用ANSYS有限元分析软件, 对充填法两步回采的采场结构参数进行了优化。利用ANSYS模拟不同采场的结构参数、采场顶板厚度及多采场回采模式下的采场应力状态和变形情况, 综合分析模拟结果, 最终确定最优方案。模拟结果表明: 采场结构参数为20 m矿柱、30 m矿房的模型为最佳方案。该结果在矿山应用中取得了很好的效果, 确保了地下矿产资源回采的安全性和高效性。     

上向水平分层充填法采场结构参数多目标优选

为了对上向水平分层充填法采场结构参数进行科学评选,选取采场顶部位移终值、采场生产能力、采切比及吨矿开采成本等指标构建采场结构参数优选指标体系。统计样本采场的优选指标信息,以模糊优选法对采场结构参数进行多目标优选;以权距优、劣距离平方和最小为目标函数并求解,得到采场结构参数优选隶属度的最优值。通过各采场的隶属度值对比,得到综合效果最优的采场结构参数。实例证明,该方法可以对采场结构参数进行优选,可用于指导矿山采场结构参数设计。     

凡口深部采场结构参数优化研究

采场结构参数与回采安全直接相关,合理的采场结构参数是实现深部矿体安全高效开采及控制地压危害的重要保障.采用三维有限元数值模拟分析了凡口铅锌矿深部采场不同回采方式及考虑温度变化和冲击地压情况下的结构参数,并进行了优化研究,得出凡口深部矿体的合理采场结构参数为采场宽度8～10 m,分层高度不大于5 m.     

基于响应曲面法的采场结构参数优化

针对地下矿山采场结构参数的优化选择,采用响应曲面法设计试验方案,利用 FLAC３D 数值软件进行试验模拟.通过分析对比数值模拟实测值与响应曲面预测值,验证了响应曲面预测值与数值模拟实测值之间的差异较小;给出了各影响因素对采场稳定性影响程度的排序:矿房长度＞间柱宽度＞顶柱厚度.建立了采场稳定性与采场结构参数间的优化模型,对某钨钼矿山利用模型进行采场结构参数优化.结果表明,矿房长度４８．２５m,间柱宽度１０m,顶柱厚度４m 是该矿山的最优采场结构参数,优化后的采场稳定性良好,采切比较优化前明显降低,证明了响应曲面法应用于采场结构参数优化具有较好的适用性.     

基于模糊评价的留矿法采场结构参数优化研究

为了研究抱伦金矿采场稳定性并确定合理的采场结构参数,应用FLAC有限元模拟方法,计算了不同采场结构参数下的围岩应力、应变特征,分析总结了矿房地压分布规律,初步确定较优的结构参数。根据数值模拟结果,全面考虑采场结构参数的影响因素,采用模糊评价理论,得出了不同开采技术条件下的采场最优结构参数,并将优化的采场结构参数应用于工程实例,目前已安全采出矿石量超过10万t,取得了较好的效果。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。     

急倾斜厚大矿体采场结构参数模拟优化研究

采用FLAC3D三维有限差分软件对吴庄铁矿4#矿体不同的采场结构参数进行了数值模拟计算,通过对模拟结果进行详细的分析比较,确定了合理的采场跨度和顶板厚度,为采场结构参数的优化选择提供了理论依据。     

后观音山铁矿采场结构参数优化研究

基于后观音山铁矿的工程实例,采用大型有限元分析软件--MIDAS GTS对矿体典型采场顶板的稳定性及采空区对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析。对5种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析,根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素最终确定了采场最优结构参数,即6 m矿柱,8 m矿房。在后观音山采场的实际应用表明,该方法是一种采场结构参数快速优化的新方法,有很好的实用价值。     

胶结充填体下采场结构参数优化研究

要在大体积胶结充填体下对矿体进行安全高效地开采,合理的采场结构是采矿设计首先需要考虑的问题。在综合分析某地下矿山地质概况、开采技术条件现状的基础上,采用经验法与理论计算法对采场结构参数进行计算,提出了4种采场结构参数初步方案,建立对应的三维数值计算模型,将围岩的变形、应力分布及塑性区大小等作为衡量采场结构参数优劣的指标。根据模拟结果对比分析了各方案在矿房回采后采场围岩的力学响应情况,得到了采场处于最有利力学状态时的结构参数,结合各方案盘区矿石理论回采率,进而对采场结构方案进行了优选,即当顶柱厚度为6 m,矿房跨度38 m,矿柱宽14 m时,采场结构稳定性处于最有利状态并且具有较高的理论回采率。优化结果可为后续开采设计提供参考。     

某磷矿采场结构参数优化及岩体稳固性模拟研究

采场结构参数直接关系到采场自身的稳定性及开采过程中的整体安全,选择合理的采场结构参数,有利于采场稳定,并提高开采速度。针对采场稳定性的问题,采用数值模拟的手段为采场结构参数进行优化,从开采过程中矿岩的位移、应力和塑性区等方面进行了详细分析。在保证安全的条件下确定了最优的矿块结构参数,为矿山规模化生产提供了有力的理论支撑。     

失稳倾向矿床结构参数优化及稳定性的能量突变分析

讨论了失稳倾向矿床的采场结构参数的优化问题,以平均能量释放率为优化目标,将数值模拟与正交设计方法相结合,提出了失稳倾向矿床采场结构参数优化的一般方法。采用作者改进的优化方法与程序,对某失稳倾向矿床的采场结构参数进行了优化研究,获得了该矿床开采设计较优的采场结构参数。并用能量释放理论进行分析,讨论了其稳定性,为矿山实际生产提供了可靠的理论依据。     

某磷矿采场结构参数优化及岩体稳固性模拟

采场结构参数直接关系到采场自身的稳定性及开采过程的整体安全,选择合理的采场结构参数,有利于采场稳定,并提高开采速度。针对采场稳定性的问题,采用数值模拟的手段对采场结构参数进行优化,从开采过程中矿岩的位移、应力和塑性区等方面进行了详细分析。在保证安全的条件下确定了最优的矿块结构参数,为矿山规模化生产提供了有力的理论支撑。     

基于3D-σ有限元法的采场结构参数优化

某地下矿山由于采用固定的采场结构参数,导致开采过程中采场结构不能适应开采应力环境的变化,采场顶板及围岩垮冒现象时有发生,给井下生产带来了严重的安全隐患。根据矿山的矿体赋存特征和开采技术条件,采用3D-σ有限元分析软件对矿山可能采用的四种采场结构参数方案,在不同埋藏深度时的稳定性进行了数值模拟研究,获得了不同埋藏深度时的最佳采场结构参数,为矿山的采场结构设计提供了理论支撑。     

深部破碎矿体分段空场嗣后充填法采场结构参数优化

为确定深部破碎矿岩条件下采场合理结构参数,通过理论分析、现场测试以及数值模拟研究相结合的方法,对深部矿体采用分段空场嗣后充填法的采场结构参数进行分析与模拟。首先,通过对井下不同岩体进行取样实验与工程地质调查,获得不同岩体的岩石力学参数与节理裂隙参数,采用RMR法与BQ法进行岩体分级,开展岩体质量评价,评估矿岩稳定性。其次,采用Mathews图法,确定了铜绿山铜铁矿现有赋存条件下的采场结构参数合理范围。最后,利用Flac3D三维数值模拟软件,对开采过程进行仿真模拟,结合采矿过程中的应力、应变等的变化,分析采场的稳定性,验证采场结构参数的合理性。     

三山岛金矿分段空场嗣后充填采场结构参数设计

合理的采场结构参数是保证深部矿山安全高效生产的前提。为应对深部金属矿山高应力、岩体质量变差这一问题,提出了一种分段空场嗣后充填采场结构参数设计方法。以岩体质量分级为基础,借助RMR临界跨度图表和Mathews稳定性图表初步确定采场结构参数;利用RS2数值软件和Mathews稳定性图表对采场稳定性进行分析,最终确定最优采场结构参数。以三山岛金矿分段空场嗣后充填法采场为研究对象,利用Q、RMR和GSI 3种岩体质量评价方法对采场矿岩进行岩体质量分级,并估算了其岩体力学参数,在此基础上计算得到两种采场结构参数方案,对最易发生失稳破坏的上盘围岩进行了稳定性分析,最终确定8 m×15 m×15 m作为最优尺寸,为矿山采矿方法设计提供了一定的依据。     

基于FLAC3D 的某铁矿采场结构参数优选

为提高矿山开采效率及开采过程中采场顶板的稳定性,利用FLAC3D 软件建立数值计算模型,模拟不同结构参数的采场分步骤、分层回采及充填过程,对采场顶板的受力变化情况进行研究分析,从而判断不同结构参数和不同的开采阶段采场顶板的稳定性情况。结果表明,一步骤回采时顶板的稳定性较好,二步骤回采过程中顶板稳定性较差,应加强对采场顶板的监测与支护工作;通过对不同采场宽度和上下分层高度的方案对比分析,得出了采场最优结构参数,进路宽度为5 m,上分层高度为3.5 m,下分层高度为4.5 m。结果为采场结构参数设计提供了理论依据。     

获各琦铜矿上向水平分层充填采矿方法完善

获各琦铜矿已经成功使用了上向水平分层充填采矿法。通过近两年的采矿实践,发现获各琦铜矿深部中段CuI矿体中,矿岩较破碎,若继续采用原有的充填采矿法的采场结构参数,已经很难满足正常生产的需求,鉴于此,对采场结构参数进行调整,完善了采场结构参数。本文的目的就是通过分析对比点柱式的采场结构参数方案和调整后的采场结构参数方案的各项技术经济指标,得出使用调整后采场结构参数的上向水平分层充填采矿法来回采深部中段矿岩较破碎的富铜矿地段的矿体更优化的结论,从而为其它矿山回采类似矿体提供借鉴。     

缓倾斜厚大矿体采场结构参数优化研究与应用

缓倾斜厚大矿体采场结构参数的确定和优化对采场安全、经济、可靠回采等工作意义重大。以山东半岛某地下矿井为例,基于Mathew稳定图表法对采场地质参数和开采参数进行计算,确定了采场尺寸范围。利用FLAC^3D数值模拟软件,对采场参数取值进行了进一步分析,综合经济、技术因素确定了采场参数合理取值。研究表明:(1)在综合考虑利用围岩自身支撑能力的基础上,给出了合理的采场宽度范围为28.36～42.17 m。(2)利用FLAC^3D数值模拟软件对采场进行数值模拟,通过对不同宽度方案条件下应力场与位移场的分析,明确了该采场34 m宽度为最优方案。     

近距离磷矿层水下开采采场稳定性分析

为研究老虎洞磷矿近距离磷矿层水下开采时采场稳定性,采用弹性力学方法计算了两矿层采场允许最大暴露面积,结合ANSYS有限元分析软件优化了上向水平分层充填法采场结构参数,并对2种采矿方法多个采场同采进行了采场稳定性分析。结果表明：采用上向水平分层充填法,采场垂直走向布置时,合理的矿房宽度应为6~8 m;2种采矿方法达到设计同采采场数目时,采场稳定性较好,设计的采场结构参数能够满足安全高效回采的要求。     

泗人沟铅锌矿削壁充填采矿法优化研究

对泗人沟铅锌矿地质勘探程度,开采技术条件及采场现状进行了调查分析,参照同类削壁充填采矿法矿山采场结构参数,采用类比法对泗人沟铅锌矿采场结构参数进行了优选。通过爆破参数优化,采用光面爆破、矿岩分采等先进技术对回采工艺进行了优化研究。结果表明,制定的采场结构参数、爆破参数和回采工艺是合理的,取得了较好的技术经济效果。使矿山贫化率比同类矿山平均指标提降低8%~10%,损失率比同类矿山平均指标降低3%~5%,采场生产能力比原来提高70%左右,采矿直接成本降低4%~7%。