某石灰岩矿采场结构参数数值模拟研究

为提高石灰岩地下矿山采矿效率和资源回收率,在某石灰岩矿开展了中深孔房柱法试验研究。采用三维数值计算软件ANSYS和FLAC3D进行了中深孔房柱法采场结构参数优化和稳定性数值模拟计算,通过计算确定的最优方案的采场结构参数为:矿房宽度15 m,间柱宽度13 m,底柱厚度15 m。数值模拟计算结果与理论基本一致,表明数值模拟方案的设计、模型的建立和参数的选择具有一定的合理性。     

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。     

某磷矿深部缓倾斜矿体采场结构参数数值模拟研究

湖北宜昌某磷矿开采标高为+30～+720 m,区内最大埋深将近1000 m,平均埋深约700 m。在确定大埋深矿体的采矿方法时,采场结构参数是经济安全开采的关键参数。借助有限元软件Midas-GTS对其采场结构参数进行模拟,研究分析普通点柱法和条带嗣后充填法两种采矿方法不同采场结构参数下,顶底板及矿柱的应力应变情况,为矿山科学确定采场结构参数提供科学依据。     

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。     

大规模充填采矿采场稳定性研究与结构参数优化

甲玛铜多金属矿二期地下开采采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法,为有效控制地压灾害,实现矿体安全高效开采,采用理论计算、Mathews稳定图和FLAC3D数值模拟多种方法对采场顶板及矿柱的稳定性进行综合研究,在此基础上确定合理的采场结构参数。结果表明,12 m、15 m和18 m的采场宽度均能满足矿柱稳定的要求;当采场宽度为18 m时,最大允许采场长度为77.3 m;当采场长度为60 m时,最大允许采场宽度为22.4 m。综合考虑采场稳定性以及深部高应力环境等因素,甲玛铜多金属矿采场宽度采用15 m较为合适,推荐的采场结构参数为15 m×60 m。     

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。     

蜂子山复杂铅锌矿采场结构参数优化

蜂子山矿体赋存条件复杂多变,存在矿石回收率低、贫化率高等问题。采用数值模拟方法,对北采区矿体进行采场结构参数优化,通过多方案分析比较得到合理的采场结构参数。研究结果对矿山设计和生产有一定的指导意义。     

采场结构参数与回采顺序的数值模拟优化研究

本文采用ANSYS有限元分析软件,以程家沟铁矿南区为工程背景,建立了三维数值模型,对其地下采场结构参数和回采顺序进行了数值模拟研究,并对模拟结果进行了详细地分析,最终确定了合理的矿房跨度、间柱宽度等参数及合理的回采顺序,对矿山安全生产有一定的参考价值。     

盘区隔离矿柱采场结构参数数值优化

为充分回收矿产资源,提高资源利用率,有效回收暂留盘区隔离矿柱是某大型铜矿必须考虑的一个重要问题.在保障首采区矿房、矿柱采场安全高效开采的同时,为了安全高效回收暂留盘区隔离矿柱,需要确定合理的盘区隔离矿柱采场结构参数.在综合分析该矿山矿床地质概况、矿山压力及开采现状的基础上,提出了3种采场结构初步方案,采用数值模拟方法对盘区隔离矿柱采场结构方案进行了优选,得到了采场处于最有利力学状态时的结构参数以及结构参数变化时采场的力学响应特征,分析结果可为盘区隔离矿柱安全高效开采提供技术支持.     

秩和比法耦合数值模拟优化采场结构参数研究

为了得到合理的采场结构参数, 在地应力测量的基础上, 利用FLAC^3D对内蒙古获各琦铜矿CuⅠ矿体采用的上向水平分层充填采矿法采场在不同结构参数下的稳定性进行了研究, 并分析了矿房围岩的应力与位移在不同结构参数(如矿柱宽、矿房宽、控顶高度)下的变化情况。结果显示: 开挖矿房两帮出现最大位移和最大拉应力, 顶板出现最大压应力。从安全角度出发, 采用秩和比法对正交设计的9种方案模拟结果进行优选, 从经济角度分析, 得出获各琦铜矿采场最佳尺寸组合为矿柱宽10 m, 矿房跨度10 m, 控顶高度7 m。     

不同应力状态下采场稳定性的数值模拟分析

为研究开挖影响采场稳定性的应力因素, 利用ABAQUS有限元分析软件, 对不同应力状态下的采场稳定性进行了数值模拟, 结果表明: 当侧压力系数接近于1时有利于开挖的安全性; 初始应力增大有利于减小开挖引起的应力重分布过程中的应力增加; 初始侧向应力增加有利于开挖后的应力释放, 有利于减小开挖后边壁处的竖向应力。     

地下采场结构参数数值模拟研究

阐述了地下采场顶板破坏的机理和防治方法, 根据顶板岩层的破坏条件,利用数值分析方法对铅硐山矿地下开采的矿岩稳定性进行了研究,并对地下采场结构尺寸进行了调整,有效地解决了顶板冒落, 保证了地下矿产资源安全高效地回采。     

地应力作用下采场动静稳定性数值模拟研究

为研究地应力作用下地下金属矿山采场不稳固现象及灾变机理,以云南狮子山铜矿16中段29-38~#采场为研究对象,数值模拟并分析了采后结构的静力稳定性以及地应力-爆破耦合作用下的动静稳定性。结果表明,矿柱邻近大补偿空间区域应力集中程度最高,为最危险区域;采场围岩损伤为较高应力集中下地应力-爆破应力波耦合作用的结果,大补偿空间爆破开挖是采场不稳定的直接原因。为提高采场结构稳定性,应尽量减小补偿空间尺寸,并尽可能将补偿空间均匀布置于矿房之内。     

地下矿山采场结构参数的核主成分分析法优化

针对华联矿业卧虎山矿地下开采工程技术条件, 采用正交法设计了9组试验方案, 基于Dimine-Midas/GTS-FLAC^3D耦合技术建立了采场计算分析模型, 获得了不同参数下采场的力学特征值, 确定了最大拉应力等9个评价指标, 利用核主成分分析法建立了采场结构参数的综合评价模型, 基于评价函数值优选采场结构参数。结果表明, 运用正交试验, 有效减少了计算的工程量, 提高了分析效率, 获得了不同采场结构参数和充填强度下的力学特征值; 核主成分分析方法确定最优采场结构参数为矿柱宽3 m、采场宽10 m、矿柱高12.5 m、充填体弹性模量0.1 GPa; 与主成分分析法结果对比, 2种方法评价结果基本一致, 证明了核主成分分析的适用性, 更加突出了多因素的综合评价特征。     

基于熵权-理想点的采矿方法优选及采场稳定性研究

为解决盛大铁矿开采技术难题, 在实现矿山高效安全经济开采的前提下, 提出一种熵权-理想点综合评判指标体系模型, 对矿山初选的5种采矿方案进行计算。首先利用熵权理论确定影响采矿方法的各评价指标的熵权系数, 然后结合逼近理想解的排序法原理建立熵权-理想点综合评价指标体系模型, 从而计算出各方案基于评判指标的贴近度。结果显示, 5种初选方案的贴近度分别为70.3%, 44.2%, 64.8%, 61.1%, 46.3%, 第一种方案即分段接力退采分段充填采矿法为最优。同时对采场进行数值模拟, 对运用优选出的采矿方法时采场的应力、位移以及塑性区进行计算, 并将计算结果与现场实测数据进行对比, 得出采场岩体在充填后, 应力位移增加较缓慢。并在盛大铁矿矿区-175~-162.5 m分段进行工业试验, 取得显著经济效益, 具有重要工程实际意义。     

似膏体充填开采采场稳定性及顶板移动变形的数值模拟与分析

以济宁矿业集团太平煤矿工程概况为试验背景,借助于FLAC3D数值模拟程序数值模拟似膏体充填开采工艺,揭示了似膏体充填开采采场稳定性及顶板移动变形规律,为似膏体充填开采实践提供了理论指导与技术支持。     

铁路下矿体采场结构参数数值模拟研究

结合安徽省某矿8线以东-144 m水平以上矿体,利用ANSYS有限元软件对拟采用的机械化上向水平分层充填采矿法的结构参数进行多方案模拟,最后对应力、变形及采场顶板的安全性进行综合分析,得出最优的采场结构参数。这种利用数值模拟的方法,可以有效地得出有价值的结论,有利于指导矿山安全生产。     

分段空场崩落采矿法顶板稳定性分析

蜂子山铅锌矿ⅪV1主矿体上下盘围岩均不稳固,试验应用改进的分段空场崩落采矿法。采用三维有限元对其护顶矿层和隔离矿柱的稳定性进行模拟分析。通过比较4种方案的应力、安全率和塑性区分布,优选了合理的采场结构参数。研究结果表明:矿房回采时,护顶层厚度对顶板稳定性有显著影响,顶板稳定性随护顶层厚度增加而提高;采场跨度对顶板稳定性也有较大影响,随采场跨度增加而降低。选取适当的护顶层厚度和控制采场跨度可有效保证空场稳定性,论文研究成果可为实际采矿设计和岩层控制提供理论依据。