基于PFC2D自然崩落法数值模拟

云南普朗铜矿是一个新建的大型铜矿山,矿山设计采用自然崩落采矿法。自然崩落法底部结构受力规律尚不明确,为了研究矿山开采中底部结构受力变化,采用PFC2D数值分析软件,针对普朗铜矿3720水平首采区地质条件及岩体物理力学参数建立计算模型并简述了岩体微观参数与宏观参数之间关系。同时模拟分析三种拉底宽度及放矿过程中底部结构应力变化规律。结果表明：三种拉底宽度下,应力重分布后应力集中区范围集中拉底推进线前方50m-80m内,应加强支护。随着拉底宽度的增大峰值应力随之增大,在45m拉底宽度下最大应力达到22MPa。在放矿时,放矿漏斗侧壁及眉线处会产生高动态应力不利于底部结构的长期服役。研究所得结果对矿山支护起到指导作用。     

自然崩落法地压控制方法探讨

地压控制是自然崩落法采矿活动过程中的一项重要内容,拉底与放矿工作是控制地压的最主要的手段,也是最有效手段。阐述了自然崩落法破坏性地压产生的原因及作用机理,并结合铜矿峪铜矿的生产实践对自然崩落法的地压控制方法进行了分析和探讨。     

自然崩落法底部结构稳定性监测研究

为了掌握自然崩落法开采过程中底部结构的稳定性,采用微震监测与应力监测技术对普朗铜矿底部结构进行监测,分析出矿过程中底部结构稳定性变化规律,研究拉底推进、构造应力对底部结构稳定性的影响,评估底部结构发生失稳的风险程度.结果表明:断层构造是影响普朗铜矿底部结构稳定性的主要因素,断层下盘为开采过程中地压风险程度较高的区域;聚...     

自然崩落法底部结构应力状态研究

以普朗铜矿为研究背景,通过分析拉底工程在自然崩落法中的重要性,应用FLAC3D数值模拟软件,研究拉底过程中,逐渐增大拉底推进线尺寸时,底部结构应力状态的分布情况,得到一个聚矿槽开挖距拉底推进线较有利的距离。并且,在实测地应力的基础上,通过改变水平构造应力值,研究了4种不同应力状态下,底部结构的应力分布情况,分别得出有利于矿石崩落及底部结构稳定的应力状态。该研究成果将对自然崩落法矿山的采矿工艺设计和安全生产具有指导作用。     

自然崩落法的试验研究与应用

本文介绍武钢金山店铁矿和浙江漓渚铁矿自然崩落法的试验研究与应用情况,着重阐述了矿体可崩性、拉底结构和方式、采场支护与地压、放矿控制等,并对该法进行了综合评价。     

无底柱分段崩落法放矿规律的PFC~(2D)模拟仿真

利用基于颗粒流的离散元方法,对无底柱分段崩落法覆岩下放矿的崩落矿岩移动规律以及矿石损失贫化过程进行了数值仿真。以矿石回收率和废石混入率为检测指标,对比分析平面放矿和立面放矿2个不同的放矿方案的优劣。研究发现,在相同的放矿条件下,平面放矿方案比立面放矿方案更加合理。在同一放矿模型中,通过对比5种不同摩擦性质颗粒在立面放矿方案下的放出体形态,发现在结构参数和放矿方案既定的情况下,矿岩散体内摩擦角会影响放矿效果:颗粒间摩擦系数越大,放出椭球体的偏心率越大。     

自然崩落采矿法在破碎矿体开采中的应用

在自然崩落法实践和应用的基础上,探讨了自然崩落法放矿控制理论,为实现均匀放矿提供了一种理想的理论方法.对充分发挥自然崩落法的优越性和提高矿产资源的回收率具有重要的理论和现实意义.地压控制是自然崩落法采矿活动过程中的一项重要内容,拉底与放矿工作是控制地压的最主要的手段,也是最有效手段.阐述了自然崩落法破坏性地压产生的原因及作用机理,并结合仓上金矿的生产实践对自然崩落法的地压控制方法进行了分析和探讨.     

自然崩落法放矿品位预测研究

自然崩落法中放矿品位预测研究旨在提高放矿品位预测精度,降低损失贫化。针对铜矿峪矿自然崩落法放矿高度为120 m的特点,进行了放矿物理模拟试验。通过统计放矿口上方每一层(共13层)颜色的颗粒在不同的放矿量下所占的比例并进行回归分析,提出了任意放矿阶段出矿品位预测模型,品位预测精度达到85%以上,解决了原有的品位计算模型不能针对任意放矿量下的放矿品位进行预测的问题。     

无底柱分段崩落法放矿时压力变化规律模拟

通过采用离散元软件PFC2D对放矿过程进行模拟,研究无底柱分段崩落法在100m覆盖层下放矿时矿体顶部动态压力的变化规律,以记录进路顶部及侧壁压力。结果表明:随着放矿的进行其侧壁压力峰值逐渐增大,顶部压力降低区的范围随着工作面的推进逐渐减小,直至消失。两翼向中间回采时矿体顶部将产生应力集中,其矿体顶部压力将远大于一翼向另一翼回采。     

基于RFPA2D的顶板诱导崩落时变效应数值模拟

以铜坑矿92^#矿体T112-T115顶板诱导崩落试验矿段为研究对象,通过RFPA计算分析了顶板诱导崩落过程的时变效应,发现在顶板可稳最大的暴露空区面积为4500m^2;在第四矿段回采后,顶板围岩极大的弱化和冒落,影响顶板高度达到48m。为了保证生产安全条件,人工诱导崩落顶板必须在回采第四步矿段后进行,其人工诱导顶板的安全高度为50m。结果表明,在一定的连续回采采空区的空间条件下,运用局部人工干扰诱导顶板围岩致裂,可以有效形成顶板诱导失稳崩落。     

基于PFC3D对无底柱分段崩落法结构参数优化研究

为了减少矿山企业的采矿成本,提高矿山的经济效益,对无底柱分段崩落法的结构参数、多分段放矿等方面进行研究,分析与矿石的回收率和贫化率的关系。探讨以大间距结构参数为理论基础,结合矿山的实际放矿参数,确定正交试验因素,采用室内多分段放矿模型,分别对低贫化放矿和矿山现行截止品位放矿进行了试验,分别分析放矿结构参数与矿石回收率和贫化率的关系。采用计算机PFC~(3D)软件模拟低贫化放矿,将模拟所得数据采用回贫差因素分析方法进行分析,利用ORIGIN软件采用响应面法拟合函数分析回贫差和结构参数的关系,最后分析矿石回贫差与无底柱分段崩落法各结构参数的关系,结果表明提出的该矿山的无底柱分段崩落法结构参数为最优值。     

无底柱分段崩落法回采参数数值研究

运用颗粒流数值模拟软件,研究了崩矿步距和边孔角的变化对放矿的影响规律,通过对比不同方案下的贫化率和损失率,得出了适合镇沅金矿生产情况的最佳崩矿步距和边孔角,为矿山安全、高效回采进行技术储备,也为下一步工业试验提供理论指导。     

哈拉沟煤矿垮落带破碎岩体溃砂的离散元数值模拟研究

采用离散元模拟了垮落带波及到松散砂层时导致的突水溃砂灾害。以神东矿区哈拉沟煤矿22402工作面为原型,采用分形理论分析了垮落带破碎岩体的块度分布特征,并利用离散元方法(DEM)根据破碎岩体的块度分布生成不规则碎石,建立了垮落带破碎岩体溃砂数值模型。模拟结果表明：垮落带破碎岩体间空隙较大且连通性好的通道会形成溃砂优势通道,垮落带残余的空洞空隙可以储存溃落的松散砂;大小不均、堆积混杂的垮落带破碎岩体对溃砂速度具有一定的阻挡作用,松散砂在溃砂通道内流动的速度分布呈纺锤形,通道中间的速度大于壁面的速度。     

特厚煤层综放开采应力场的数值模拟研究

为掌握综放工作面开采过程中矿山压力显现规律,应用FLAC数值模拟软件对塔山矿特厚煤层综放开采应力场进行了数值模拟研究,得出了开采影响下的采场应力分布规律,并与微地震监测结果进行了对比,得到了岩层受采动影响下的应力分布情况与岩层运动规律。     

刀柱遗煤下综放开采数值模拟分析

以白家庄矿9#煤层39713工作面开采技术条件为基础,运用数值模拟软件FLAC3D建立数值模型,对刀柱遗煤下的开采工作面和巷道围岩宏观力学场进行系统分析和研究,获得了包括工作面煤层及周围岩体在内的三维力学场分布、破坏场特征和位移变化规律,揭示了刀柱遗煤下综放工作面的力学场分布规律及变化特征。     

基于PFC的振动筛分过程三维数值模拟

给出了筛分效率的理论公式,并利用PFC对振动筛面上颗粒群的筛分过程进行了模拟研究,得出了振幅、振动频率、振动方向角、筛面倾角对筛分效率的影响规律,为新型筛分设备的研制提供参考。     

放顶煤开采对底板岩层破坏影响的数值模拟研究

采用FLAC3D软件对赵各庄十三水平放顶煤开采时围岩的应力分布和底板岩层的破坏情况进行了数值模拟分析,由于十三水平地质构造较复杂,断层发育,开采中应留足保护煤柱,避免导水断层与含水层相通,影响矿井安全生产.     

基于PFC的覆岩破坏高度数值模拟及实测分析

为了直观、清晰地掌握煤层开采覆岩裂隙发育演化情况,确定覆岩破坏高度,归纳相对应的演化规律,以伊犁矿区为试验研究对象,采用离散元颗粒流软件PFC^3D建立数值模拟三维模型,依据现场测得的宏观参数,模拟工作面推进160 m时各煤层采高范围覆岩破坏情况,并采用钻孔实时彩色成像技术对PFC^3D模拟情况进行全面验证。研究结果表明：煤层采高与上覆岩层垮落强度呈正相关关系,煤层采高越大,上覆岩层垮落高度越大,上覆岩层垮落发生时期基本相同,垮落强度有所增加;PFC^3D模拟显示覆岩内部裂隙以竖向裂隙为主,其裂缝倾角达到50°以上,而且具有高角度直逼垂直岩层层面裂隙的发育特点。     

某排土场边坡变形的二维颗粒流仿真研究

排土场失稳破坏将产生重大的灾难性后果。由于排土场的特殊性,其失稳变形破坏机制更为复杂。以福建某露天矿排土场为原型,用颗粒流软件PFC2D对其进行饱和工况下的变形破坏过程模拟,根据坡形变化图、位移矢量图以及测量圈的孔隙率监测数据探究排土场的破坏机制,总结排土场变形破坏规律。结果表明,上部堆积体最先产生滑移,对下部产生堆挤,使得坡脚隆起、细颗粒挤出,最终导致整体性滑移;于基岩面附近产生沿基岩面的折线滑动,越靠近临空面则逐渐演化为圆弧滑动;变形过程中,孔隙率变化可分为两类:Ⅰ类孔隙率由大变小,Ⅱ类由小变大,两者在坡体破坏之时孔隙率增长速度接近。研究结果对排土场边坡的稳定分析具有理论和实际意义。