露天转井下开采境界顶柱参数三维有限元分析

针对影响安全生产的问题——突冒危险性,结合唐山石人沟铁矿的具体地质条件、采矿体条件、岩体的结构特征及力学性质测试,借助MSC．PATRAN和MSC．NASTRAN三维数值模拟软件进行建模分析,确定出岩体力学参数,从而对矿床进行稳定性分析,最后总结得出合理的境界顶柱厚度,提出确保顶柱稳定的采矿方案、措施、建议以及有效的防止矿体突冒控制技术措施。为其他矿山露天转井下开采顺利进行提供科学依据。     

某钼矿矿柱回采方案及采场结构参数优化研究

某钼矿前期采用留矿法回采,采场内残存了大量的顶柱以及间柱。为避免资源浪费,对矿柱的回采方案进行研究。通过对比各采矿方法的经济技术指标,确定在矿柱上部为矿体的情况下,采用分段充填采矿法回采间柱;在矿柱上部为充填体的条件下,采用预留顶柱的分段充填采矿法回采间柱。建议矿山在上一中段未充填的条件下采用分段凿岩并段充填采矿法回采顶柱。根据选取的采矿方案,通过数值模拟分析,对采场长度以及预留顶柱厚度进行了优化,分析了不同结构参数的采场周边围岩及充填体内的应力和位移分布,确定了采场长度为50 m且预留5 m厚的顶柱较为合理。矿柱回采方案的应用,可为矿山创造约470.52万元的经济效益。     

张庄铁矿充填法开采顶柱安全厚度数值模拟研究

充填采矿法开采的矿山,最后一个阶段顶柱的合理厚度设置对于矿山安全高效至关重要。如若顶柱厚度太薄,易引发顶板破裂和垮塌,危害矿山人员安全;如若顶柱过厚,则会造成矿产资源的浪费。因此,通过数值模拟手段,基于位移场、应力场、塑性区及安全系数综合分析结果,对张庄铁矿充填法开采的顶柱安全厚度进行了研究,确定合理的顶柱厚度,即可保证开采的安全性,又兼顾了矿石回采的经济性。研究结果表明,根据矿房跨度的不同,可确定张庄铁矿充填采矿法开采的顶柱厚度为15～20 m,为类似矿山顶柱安全厚度确定提供一定的参考依据。     

露天转地下开采境界顶柱安全厚度研究

境界顶柱是露天开采和地下开采有序进行的保证,其合理的厚度对露天转地下具有重要意义。为确定新桥矿露天转地下境界顶柱安全厚度,运用厚跨比法、荷载传递线交汇法和结构力学方法对境界顶柱安全厚度进行理论分析与计算,并用ANSYS对不同跨度和不同境界顶柱厚度进行数值模拟。通过对理论计算和数值模拟结果的分析,得到了不同采空区跨度下的境界顶柱安全厚度。根据分析结果可以有效地确定矿山的境界顶柱厚度,为露天转地下安全生产提供可靠的指导。根据矿山30 m的实际开采跨度,推荐新桥矿的境界顶柱安全厚度为24 m。     

草楼铁矿－290 m中段顶柱合理厚度研究

草楼铁矿矿体厚大,采场结构参数大,开采设计要求－290 m中段留设顶柱,顶柱厚度大小直接关系到矿山效益,顶柱厚度越大,安全性越好,但矿石损失率大,反之则安全性差,矿石损失率小,经济效益好,确定合理的顶柱厚度对矿山来说至关重要。综合四种常规顶柱厚度计算方法,采用最小二乘法对四种方法平均值进行线性拟合,推荐了顶柱合理厚度为15 m,并采用数值模拟对顶柱开采安全分析同时提出合理安全措施,矿山按推荐厚度进行试采,顶柱处于稳定状态,为霍邱地区相似矿山顶柱留设提供了参考范例。     

基于FLAC~(3D)对某金属矿安全顶柱合理厚度的研究

为了确定矿山安全顶柱的合理厚度,在保证开采安全的情况下最大程度减少矿石损失量,使用FLAC~(3D)数值模拟软件对某金属矿地表风尘沙保护顶柱合理厚度问题进行了研究,建立全矿体数值模拟模型,同时考虑矿体开采点柱布置形式,对10m到50m 5种顶柱厚度方案进行了数值模拟计算。通过对开采过程中地表岩层的位移场、应力场的分析比较,结合顶板中矿石损失量,推荐保证安全开采条件下最为经济合理的顶柱厚度为20m。本研究对类似矿山的顶柱设计工作有一定的参考价值。     

司家营铁矿Ⅲ采场露天转地下境界顶柱合理厚度研究

针对露天转地下开采中境界顶柱的合理厚度问题，结合司家营铁矿实际情况、地质资料和采矿资料，应用FLAC^3D软件建立矿体的力学模型，模拟境界矿柱的受力及其塑性区分布情况，研究境界顶柱、间柱厚度以及间柱之间的间隔距离对矿柱应力分布以及塑性区分布的影响，从而确定境界矿柱的合理厚度及其他的相关参数，为该矿山露天转地下生产顺利进行提供科学依据。     

基于FLAC~(3D)的某预留顶柱安全回采工艺优化分析

针对某铁矿-430～-436 m水平预留顶柱矿体回收工程中面临的安全生产问题,采用FLAC~(3D)软件模拟方法确定了预留顶柱矿体回收特殊条件下采矿进路合理的断面尺寸,分析了顺序开采、跳采和保留矿柱开采等3种不同留顶柱回收方式下采场围岩位移变化规律,确定了合理的采矿工艺,为现场设计与施工提供了依据。     

断层影响下境界矿柱稳定性数值分析

露天转地下开采的矿山,其露天坑底境界矿柱厚度的确定,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。针对石人沟铁矿露天转地下设计资料和地质资料,运用RFPA进行建模,研究了地下开采对露天境界顶柱受力和变形情况,分析了境界顶柱的稳定性,为矿山设计提出的境界顶柱厚度进行了验证和补充,同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

露地联采采场结构参数优化研究

境界顶柱和采场结构参数设置关系到露天和地下联合开采矿山的安全和资源回收率,科学设置采场结构参数具有重要的工程价值。本文以某矿露天地下联合开采工程为背景,在理论分析法计算矿房宽度基础上,结合有关研究成果和矿山开采实际,设计12种境界顶柱和矿房宽度组合方案,采用FLAC3D数值计算软件模拟分析分步开采过程中关键监测点的位移、剪应变增量和塑性区变化规律,探索最佳顶柱厚度和矿房宽度组合。结果表明,随境界顶柱厚度增加,矿房宽度可相应增大,但增大程度有限,矿房极限宽度为18m;矿山最佳方案为境界顶柱50m和矿房宽度15m,30m顶柱15m矿房宽方案次之。     

用数值模拟方法确定露天转地下境界矿柱厚度

露天转地下开采的矿山，其露天坑底境界矿柱厚度的确定，对于金属矿山地下开采安全生产极为重要。针对石人沟铁矿露天转地下的实际情况，对其安全顶柱厚度运用东北大学岩石破裂与失稳研究中心的RFPA^2D数值模拟系统，对具有代表性的断面进行了分析计算，模拟了开挖过程中境界矿柱的变形和破坏情况，为矿山设计提出的境界矿柱厚度进行了验证和补充，同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

回采巷道合理煤柱尺寸的确定

分析了长壁开采支承压力分布特征 ,确定了回采巷道煤柱的载荷 ,导出了煤柱尺寸的计算公式。并与其它确定煤柱尺寸的方法进行了对比 ,对回采巷道煤柱确定具有一定的参考价值     

海底基岩矿床采场尺寸设计及计算机优化

三山岛金矿是目前国内少有的海底金属矿,矿山目前采用点柱式上向水平分层充填采矿法,采矿过程中保证点柱与岩体组成的复杂框架式矿柱结构的稳定性至关重要。利用ANSYS有限元分析软件模拟分析了采场在点柱大小固定的情况下、不同柱网参数条件下的围岩稳定性,获得了矿柱间柱70m的最合适柱网设计参数,为海底基岩矿床采场尺寸设计提供了一条有效途径。     

深部厚煤层条带开采煤柱的稳定性

通过对三向应力状态下的煤柱极限强度计算公式分析得出：我国目前普遍应用的A.H.威尔逊计算理论公式存在因简化带来的问题,并且随着采深的增大,问题表现的越明显.理论分析表明,煤柱塑性区宽度不仅与采深、采厚有关,而且也同采出率有关.结合古城煤矿的实际情况,利用FLAC^3D模拟得出了不同开采条件下煤柱塑性区宽度,通过二元线性回归分析,得出了煤柱塑性区宽度与采深、采厚及采出率的计算公式.最后给出了在深部厚煤层条带开采情况下煤柱极限载荷的计算公式.     

含水层下开采方案优选的集对分析同一度方法

采用集对分析同一度方法,以某矿第四系巨厚松散含水层下煤炭开采为例,根据可供选择的7种开采方案,优选出防水煤岩柱高度设计值、月度产量、吨煤开采成本、采出率4个评价指标,对这4个评价指标进行综合分析,确定出一个最优评价集,并详细论述了各个方案与最优评价集的贴近度计算过程,选取贴近度值最大的方案作为最佳方案,确定了不同防水煤岩柱高度下对应的最优开采方案,作为六采区内各区段煤层开采方案的依据。     

中厚倾斜矿体卸压开采设计数值模拟研究

针对谦比西铜矿矿体与近矿围岩稳定性差,受地压影响严重,进路屡遭破坏等问题,应用2D-数值分析软件,对不同开挖方式下岩体应力场变化规律和分布特征、卸压过程的力学机制、采场结构的及参数优化进行了数值模拟研究。结果表明,沿脉布置1条进路,增大空区跨度和减小空区高度的采场结构方式可以实现卸压开采的目的。在谦比西铜矿矿体所具备的倾角厚度条件下,进路布置在距矿体下盘6 m处,回采后可使下分段进路处的垂向应力降低18%,能够满足卸压及经济效益2方面的要求。     

基于模糊聚类分析的回采巷道围岩分类与支护研究

西石门铁矿回采巷道围岩变形破坏严重,破坏形式复杂。影响回采巷道围岩稳定性的主要因素是岩石强度、地应力、岩体完整性、采动影响等,以这些因素为分类指标,根据模糊聚类分析原理,采用VB6.0语言建立分类程序,把西石门铁矿回采巷道围岩分为非常稳定,稳定,一般稳定,不稳定和极不稳定等5类。针对不同类别的巷道围岩分别提出相应的支护方案。     

新奥法在矿山软岩平硐掘进中的实践应用

深部巷道围岩的合理支护是现代矿山深部开采时亟需解决的关键性技术。大水沟矿区2815中段开拓巷道,由于埋藏深而地压大,围岩稳定性差。经过机械开挖扰动,巷道围岩应力重新分布,冒顶现象严重。为了控制地压对巷道围岩的影响,确保巷道掘进工作安全进行,矿区通过现场分析研究后采用新奥法,最终顺利通过这一软岩破碎区。对新奥法的基本原理和实际应用进行研究的结果表明,软弱破碎岩体中的巷道掘进,使用新奥法成本低、效率高;随着围岩变形量增加,塑性能释放量增大,支护厚度增加;此后随着蠕变时间增长,巷道围岩变形量不再变化。准确把握围岩变形特性,合理确定支护参数和支护时间,能经济有效地保证巷道围岩的稳定性,具有非常重要的工程价值。     

风积沙矿区开采沉陷影响因素研究

以补连塔风积沙矿区12407工作面为研究背景,采用层次分析法,从开采因素和地质因素2个方面选取了9个指标作为开采沉陷的影响因子,建立了风积沙矿区开采沉陷影响因素分析模型。在此基础上构造了5个具有不同松散层厚度、基岩厚度、沙基比和覆岩综合普氏硬度的数值实验模型,进行了数值分析。研究表明,采深保持不变时,松散层厚度和沙基比与地表最大下沉值正相关,基岩厚度和覆岩综合普氏硬度与地表最大下沉值负相关。     

永平铜矿充填挡墙安全设计及工程应用

根据永平铜矿井下开采的技术条件以及充填方式, 对原有单一结构的混凝土充填挡墙进行了优化改进以及工艺研究, 针对不同尺寸巷道采用不同形式的充填挡墙: 对大尺寸(5 m×4.5 m)断面的巷道采用混凝土-木复式充填挡墙, 结合了重力式挡墙(混凝土墙)与轻型挡墙(木支柱)的优点; 对小尺寸(3.05 m×3.15 m)断面的巷道采用木挡墙。在满足挡墙强度要求前提下, 不仅降低了挡墙构筑成本, 而且加强了挡墙透水性。通过挡墙的力学分析以及厚度计算确定了一次充填高度和挡墙厚度, 确保了挡墙的安全可靠性, 保证高阶段充填安全进行。所介绍的技术措施和经验可为类似矿山挡墙设置提供借鉴。