缓倾斜中厚矿体采场回采顺序和结构参数优化研究

针对云南锡业公司松树脚锡矿缓倾斜中厚氧化矿体的开采技术条件，基于超前切顶，护顶空场法的采矿方法，采用非线性三维有限元数值模拟分析技术，优化选择了采场回采顺序和结构参数，从而为矿山生产提供了一定的理论论据。     

某铜矿深部矿体采场结构参数优化研究

随着人类对矿产资源需求的日益增加,国内外众多矿山已经逐步进入深部开采。深部高应力往往会造成采场的失稳,从而影响采矿经济技术指标,现有的采矿参数不再适用于深部矿体。某矿山通过理论计算得出合理的采场结构参数,增大采场生产能力,降低矿石的损失率和贫化率,减少矿石开采成本。生产实践表明 ：新方案经济效益明显增加,采矿成本每吨降低 16 元,矿石损失率和贫化率分别下降 2.5 %、1.9 %,进一步实现了矿山高效开采,保障了采矿的作业安全,可为其他类似矿山开采提供一定的参考和借鉴。     

理想点法在采场结构参数优化中的应用

针对采场结构参数优选模型在评价指标趋于边缘状态时易出现“状态失衡”的现象,将变权重理论引入到采场结构参数方案评价中,并结合理想点法从经济、技术和安全3个角度选取对方案决策影响最大的9项指标建立变权重-理想点模型。在各评价指标的常权重基础上,根据各指标取值,通过变权重理论计算得到更符合各方案实际情况的变权重;然后,采用理想点法计算各方案的优劣距离,并给出最终方案的优劣排序。将该模型应用到某矿山采场结构参数方案选择中,结果表明该模型在权重计算上具有优越性,取得的优化结果更符合工程实际。     

软弱破碎矿体采场稳定性分析及结构参数优化

采场结构参数是软弱破碎矿体开采的关键问题,对采矿各指标起着决定性作用,不合理的结构参数可能造成灾难性安全事故。以汤丹铜矿4#软弱破碎厚大矿体为研究对象,采用岩体分类统计、工程类比、理论计算、数值模拟等手段对顶柱、矿房及矿柱进行参数优化,并对比各研究方法的优劣。研究表明:汤丹铜矿4#矿体围岩岩体质量为Ⅲ级,矿体为Ⅳ级,矿房最大暴露面积为300 m2;理论计算结果表明:矿房极限跨度是顶板厚度或矿柱宽度的单因素函数,且呈线性正比关系,矿房跨度为10~14 m,矿柱为14~18 m,顶柱为18~25 m,但各理论计算结果差别较大;应用ANSYS与FLAC3D对矿体开挖进行三维数值模拟,从地表岩移、顶板位移、塑性区分布及矿柱最大主应力四个角度进行全面分析,最终得出顶柱高25 m,矿柱宽16 m,矿房跨度12 m为最优结构参数的结论。     

缓倾斜矿体采场结构参数优化数值模拟

宁都硫铁矿属缓倾斜矿体,由于所在区域地质条件复杂,使得采场结构参数难以确定.为解决该问题,选择130 m中段为研究对象,结合理论计算和实际生产条件,以矿柱间距、矿柱尺寸、矿房跨度、顶板厚度为影响因素,设计9组开采方案,利用ANSYS建立模型,导入FLAC3D进行数值计算,综合比较各方案所得结果,并确定最优采场结构参数.      

复杂破碎缓倾斜矿体采场结构参数优化

采场稳定性是地下矿山开采的前提。本文针对某矿山开采过程中采场间是否留点柱、点柱尺寸、采场间矿块跨度等问题进行数值模拟分析,定量地计算和分析回采过程中矿岩体的应力、位移、塑性区及安全率的分布状况,对矿岩体的稳定性作用作出判断,找出矿体开采后地压活动规律,为矿山的采场结构参数优化提供依据。     

急倾斜中厚破碎矿体采场结构参数的优化及应用

鉴于采用上向水平分层充填采矿法开采急倾斜中厚破碎矿体时存在回采效率低、采矿成本高等问题,结合石湖金矿矿体开采技术条件,开展了下向凿岩平行中深孔落矿分段充填采矿法试验研究,并运用数值模拟软件对采场结构参数进行了优化。工程应用结果表明:按照"一步回采矿柱,二步回采矿房"思路,在分段高10 m的前提下,矿柱与矿房宽度分别为15 m和35 m时,采场最为稳定。采用该结构参数进行回采,采场生产能力达到202 t/d,矿石贫化率为5.36%,采矿损失率为3.52%,效果较好,可为类似金属矿山开采提供参考经验。     

基于Vague-RSM-AFSA模型的采场结构参数优化研究

为确定某银矿的最佳采场结构参数,使该矿开采方案的安全性及经济性最优,构建了Vague-RSM-AFSA模型对采场结构参数进行优化。采用中心复合试验法设计了15个采场结构参数方案,并对各方案进行了数值模拟计算,选取了采场顶板最大沉降位移、间柱最大水平位移、采切比和矿石损失率作为评价指标。基于Vague理论计算了各指标权重及中心复合试验各方案的优越度,采用响应面法（RSM）建立了中心复合试验各方案采场结构参数与优越度的响应面模型,运用人工鱼群算法（AFSA）对优越度响应面模型寻优,得到最佳采场结构参数：采场高度为20 m,采场长度为32.8 m,间柱宽度为16.1 m,方案优越度为0.2631,高于中心复合试验中的最大优越度（0.2271）,寻优结果与数值模拟验证结果误差为0.0037,表明Vague-RSM-AFSA模型具有良好的寻优能力及较高的准确性。     

分段空场嗣后充填法采场结构参数AHP-Fuzzy优化

针对分段空场嗣后充填采矿法实际工程中存在的诸多模糊信息,综合考虑了矿山安全、经济和技术等因素,并利用层次分析法(AHP)建立了方案优化综合评判体系.运用模糊数学方法对各个方案参数进行优选,对定性和定量指标权重进行评价,最终由模糊矩阵选出最优方案参数,从而实现安全、高效地开采.     

基于组合赋权TOPSIS法的采场结构参数优选

为解决运用数值分析方法获得最优采场结构参数中权重确定的难点,提出了一种基于组合赋权的逼近理想解的排序法（TOPSIS）综合评判方法。综合考虑影响采场结构参数中经济、技术、安全三大类因素,运用层次分析原理建立采场结构参数的评判体系,采用熵权法和层次分析法确定采场结构参数中各指标的组合权重,计算出各采场结构参数方案基于评判指标的综合优越度,实现采场结构参数的优选。最后,以湖南某矿山的采场结构参数选择为实例,建立了9种备选方案,得出5种安全可行方案的优越度分别为：方案2,40.8%;方案3,70.2%;方案5,26.8%;方案6,52.9%;方案8,4.7%,从而确定方案3最优。     

基于ANSYS-R法的采场结构参数优化

为提高某矿回采效率,扩大生产能力,对采场结构参数进行优化。运用ANSYS对12种不同采场结构参数进行了数值模拟分析,得出各个方案采场最大主应力、顶板沉降量、两帮位移量和最大拉应力指标值,分析后保留采场宽、高分别为15 m和14 m以下的9种可行方案;采用正交试验极差法（R法）对这些方案模拟所获取的指标值进行显著性分析计算,确定采场最优宽高组合为宽9 m,高14 m;将最优采场结构应用于现场试验,并对试验采场顶板下沉量进行了实测,模拟结果与实测相对误差为7.48%,模拟结果准确性较高。试验结果表明,采用该法优化的采场结构参数不仅能够保证采场的安全稳定,而且能够大幅提高采场生产能力和回采效率。     

基于采场结构参数优化后的充填体强度数值模拟

合理的采场结构参数能够有效控制岩体位移,改善围岩应力分布状态,提高采场稳定性.为确定高尔奇铅锌矿采场最优结构参数,根据矿山地质条件和矿体赋存状态,建立5种采场结构模型,通过有限元软件ANSYS进行数值模拟,综合考虑顶板、间柱和充填体柱的拉应力、压应力及位移变化,引入安全系数对各模拟方案进行对比分析.结果表明:拉应力在模...     

基于FLAC~(2D)的空场嗣后充填法采场结构参数优化

为了探明缓倾斜中厚矿体空场嗣后充填法在不同采场结构参数及不同回采阶段的采场稳定性,引进FLAC2D软件对采场宽度分别为32m、36m及40m时在三种回采阶段的应力、位移和塑性区分布规律进行二维数值模拟。结果表明,充填体理想弹塑性本构模型及矿岩应变软化本构模型适用于矽卡岩矿体,不同开采扰动及矿房跨度条件下采场稳定性不同,当采场沿走向宽度36m以下时最大主应力、最小主应力、塑性区分布及顶板竖直位移在安全范围之内。优化后的采场结构参数为采场沿走向宽度36m,其中矿房31m、间柱5m,实践证明该方案在安全性及经济性上能满足生产要求。     

基于复合判据的井巷围岩岩爆模糊综合评判

针对高地应力地区岩石工程特有的岩爆地质灾害问题,以某铁矿为主要研究对象,根据已有的判据资料宏观上对发生岩爆灾害的可能性进行预测,采用数学模糊综合评判的方法,避免单一指标的片面性,从多个方面对岩爆的影响因素及现场岩爆表征现象进行了研究分析。并提出岩爆区防治措施的总体思路。     

基于Fuzzy理论的东乡铜矿V号矿体采矿方法的选择

采矿方法的选择是矿山设计的主要环节,多以经验为主,其主观的随意性较大,详细介绍了模糊数学和隶属函数理论在东乡铜矿采矿方法选择上的应用,结合该矿山的矿体赋存特征以及多年的生产实践经验,采用模糊数学理论定量定性出隶属度矩阵,结合二元相对选择矩阵和各因数的权矩阵最终计算出各采矿方法的相对选择矩阵,用定量的方法选择出最优的采矿方法,与矿山实际情况一致,成果具有很好的经济价值.     

龙首矿下向分层充填采矿法六角形进路规格优化

龙首矿在“十·五”期间,由于加大了富矿回采力度,使富矿面积相对缩小过快,造成采场下降高度严重失衡。要满足矿石产量的稳产并提高,必须重新设计六角形进路断面规格。本文采用三维有限元数值分析程序,通过现场收集大量的资料,设计了8种方案进行模拟分析。结果表明,龙首矿下向六角形回采进路断面可进一步增大,最优进路断面规格为：底宽305cm,腰宽7m,高6m,断面积31．5m^2,并且分析了充填不接顶距对采场稳定性的影响,为该矿今后的生产提供了科学依据。