有限元数值分析在铜绿山矿残柱回采方法选择中的应用

为回采铜绿山矿的残留间柱,在现场岩石力学调查的基础上,对用不同的采矿法回采残留间柱的采场稳定性进行了有限元数值分析,从而选择了适宜的采矿方法,确定了合理的采场结构参数,并达到了预期的效果。     

凤凰山铜矿VCR法采场贫化损失管理分析

通过对VCR法采场地质技术条件要求的分析，举例说明VCR法采场贫化损失的特点，并根据这些特点，提出了降低VCR法采场贫化损失的几点措施。     

大直径深孔嗣后充填法采场结构优化的数值模拟

针对新疆阿舍勒铜矿开采技术条件,采用Ansys有限元软件,对采场跨度为10,12,13,15 m时的围岩应力、位移变化规律进行了数值计算分析。结果显示,采场跨度是影响其稳定性的重要因素,在现有条件下,采场跨度在13 m以上是不稳定的,计算结果、相似模拟实验结果及开采实践对比分析表明,采场最佳跨度为8～12 m。     

佛子矿间柱回收与空区稳定性数值模拟

佛子矿长期采用浅孔留矿法回采矿体,在矿体上部残留有大量未回收间柱,该矿拟回收104号矿 体138 m中段的部分间柱。结合现场实际情况,采用有限差分软件FLAC3D对开采现状及抽柱法、 削柱法2种间柱回收方案进行模拟研究。其中,对开采现状的模拟表明,138 m中段间柱和采空区 顶底板的应力值均小于该中段矿岩体的破坏强度,说明该中段暂时处于稳定状态,可以进行矿柱 回收。对抽柱法和削柱法回收间柱进行模拟表明,间柱回收后,区域内的应力值较回收前有一定 的增长,但削柱法回采下的最大压应力和最大拉应力增幅均小于抽柱法,说明削柱法方案优于抽 柱法方案;削柱法回采间柱后,该中段的应力值已接近矿岩体的破坏强度,应在回采完毕后,对 残余矿柱进行加固处理。     

凡口铅锌矿间柱采场稳定性分析

通过分析影响凡口铅锌矿间柱采场稳定性的因素,得到间柱采场的失稳形式。分析采切和回采间柱时的应力转移规律,得出长条式间柱采场在全孔侧向崩矿时最易失稳。应用极限平衡理论分析认为通过提高充填体的粘结力或者选择合适的采场结构参数可改善间柱采场的稳定性。     

充填体下无底柱分段崩落法采场结构参数对回采进路稳定性影响分析

针对充填体下无底柱分段崩落法的两种采场结构参数,利用FLAC3D软件对回采进路稳定性进行了数值模拟分析。发现开掘回采进路后,随着生产的推进,围岩顶底板与两帮受到拉应力的区域逐渐扩大,压应力集中区域有从进路顶、底角位置处向分段间深部围岩转移的趋势,且分段高度越小,回采进路受到相邻分段开采的影响越大。回采不同分段矿石时,变形量曲线有明显改变,故矿石回采对进路稳定性存在一定影响。底板上鼓量、顶板下沉量受开采扰动较大,两帮收敛量受开采扰动的影响较小,故在实际生产过程中,进路两帮的安全性可能优于进路顶底板。因此在生产中,要注意加强对进路顶、底板的监测,并采取支护措施增强进路顶、底板的支护。     

利用充填法采场分层高差直接回采间柱

为了回采间柱,尽量减少损失,利用充填法采场分层高差直接回采间柱,尽可能多地回收了矿产资源,有着巨大的经济效益和显著的社会效益。     

贯穿断层及隐伏巷道对某露天边坡稳定性影响数值模拟分析

为研究贯穿断层(F₁)及历史采空巷道对广东某露天矿边坡稳定性的影响,基于现场工程调查得到不同岩组的岩体质量评价指标,采用Hoek-Brown强度准则及工程类比法得到岩体参数,结合实际工况建立含贯穿断层及历史采空巷道的三维地质模型进行综合边坡稳定性分析。结果显示：在154 m及197 m水平位置的历史采空巷道,边坡顶部及坡面位移较小,拉应力小于岩体抗拉强度,同时塑性区未能进行上下贯通;矿区贯穿断层(F₁)在坡面的拉应力值小于全风化岩体的抗拉强度,最大位移仅在坡顶及底部,竖向位移量为1.4 mm,在贯穿断层附近塑性区无贯穿情况发生。结合以上分析,贯穿断层及历史采空巷道对自然状态下的边坡稳定性影响不大,该结论为矿山安全生产奠定了基础。     

充水环境下房柱法采场稳定性分析

矿井淹井时井下工程结构的稳定性受到影响,严重时地下水还会诱发采空区失稳塌陷、地面沉陷等地质灾害。结合锡基坑铅锌矿房柱法开采与雨季淹井的特点,按照从局部到整体的研究顺序,采用室内试验、理论计算和数值模拟的手段对充水环境下的锡基坑铅锌矿房柱法采场的稳定性开展研究。结果表明:(1)充水环境下的矿岩石和矿岩体的力学性能出现了不同程度的下降,矿柱的安全系数降低。(2)充水环境下采场顶板的最大沉降值增大,承受的最大拉应力减小,拉伸破坏区范围增大且更易贯通,采场顶板稳定性降低。(3)充水环境下矿柱受到的最大压应力增大,随着矿柱宽度的减小,矿柱更易发生塑性破坏,矿柱宽度减至3 m时,矿柱出现贯穿性的压剪破坏区,矿柱失效。基于上述结论,针对易受地下水淹井的采用房柱法开采的矿山,提出了加大矿柱尺寸,及时对矿房进行充填,对不合格的矿柱和顶板进行加固等建议。     

VCR采矿法采场结构参数优化研究

VCR采矿法采用深孔爆破技术,比普通的分层爆破采矿法的生产能力高许多.对凿岩硐室的参数优化、采场底部结构的优化、采场采准工作、切割工作和爆破进行研究,为VCR法应用于崩落法矿山提供技术理论基础.     

跨采对影响底板岩巷稳定性的数值分析

针对柴里煤矿实用三条上山在采区中的特殊位置 ,采用数值模拟方法 ,具体分析了跨采对底板岩巷围岩稳定性的影响因素 ,确定在中等稳定岩层中 ,只受跨采工作面采动影响的岩巷 ,其与上部煤层之间较为有利的垂直距离     

采场间柱破坏过程中超声波衰减特性

采用不同时刻频谱比法和标准试块频谱比法研究了水平或缓倾斜矿体采场间柱破坏过程中岩石的品质因数ＱＰ值变化规律，给出了ＱＰ值在不同极限应力状态下的模拟实验数据，并对穿过岩石试件的Ｐ波进行频谱分析，讨论了超声波在岩石中的衰减机制。     

基于PFC数值模拟的无底柱采场结构参数优化研究

结合大冶铁矿东采车间工程条件,设计了几种无底柱采场结构参数,并运用PFC数值模拟软件,对多个采场结构方案进行模拟分析,根据各方案的矿石回收指标和现场实施的难易程度,推荐采用分段高度12 m、进路间距15 m、崩矿步距2.0~2.5 m的最优采场结构参数组合。同时研究了放矿过程中不同阶段颗粒间接触力的变化规律,详细分析了数值模拟结果回收率偏高和贫化率偏低的原因。     

断层对矿压显现的影响分析

根据聚隆公司（原临漳县煤矿）矿井具体地质条件，建立了具体地质模型和数值分析模型。对煤层开采过程中顶板压力变化进行了分析，对井下煤炭开采巷道设计、工作面回采和地质灾害的防治都有一定的理论和实践意义。     

尾砂充填连续开采采场顶板稳定性数值分析

针对金属矿山上向分尾砂充填连续采矿法开采条件的复杂性,通过运用弹塑性有限单元分析方法,建立平面应变数学模型,对采场顶板稳定性及采场结构参数进行分析和优化计算。结果表明,控制采场跨度或暴露面积是维系采场顶板稳定的根本措施;单层矿体开采时,随着采场跨度的加大,顶板预应力拉应力也相应增大,但伴随采高的增加,围岩内部的最大主应力、最大剪应力逐渐增大,顶板下沉量也逐渐增大,而顶板内拉应力却逐渐减小。相对1#脉脉矿体,推荐采场顶板极限暴露面积为600 m²左右,以此为基础确定的采场长、宽尺寸采场顶板稳定性最好。     

精密作业的VCR开采方法数值模拟分析

精密作业VCR法技术方案是基于束状孔球形药包爆破技术的新型采矿技术。应用三维数值分析软件,对精密VCR法在不同开采阶段矿岩的受力状态进行分析,为矿山开采设计提供参考。     

自然崩落法断层作用下巷道开挖稳定性分析

普朗铜矿采用自然崩落法开采,在三条断层带相互交织影响下,其底部结构发生了变形破坏。探孔数据表明断层下开挖巷道围岩已被破坏,破坏位置一般存在于巷道表面2.5 m、8 m;通过数值模拟可知,巷道应力集中发生在断层与巷道交汇处,而该处也是变形破坏主要区域。根据应力集中及巷道破坏特点,对聚矿道采用单层锚网喷支护,出矿进路采用双层锚网喷+长锚索支护,眉线位置增加钢拱架支护;对应的拉底穿脉断层位置进行支护试验,取得一定效果。该支护方式对地压治理效果显著,研究结果可为同类矿山提供参考。     

无底柱崩落法采场结构的受力特征分析

以某铁矿无底柱崩落法的实际采场尺寸、力学参数、支护形式作为计算模型的条件,采用三维有限元方法,模拟了矿石回采前及回采进行时等各种情况,系统地分析了进路顶板、矿柱侧墙、以及联络道的应力分布。给出了采场结构的受力特征,提出了相应的支护措施,并在现场支护试验中获得了成功的应用。     

含断层底板采动效应数值分析——断层切割深度对采动效应的影响

根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,运用连续介质快速拉格朗日元法对底板采动效应进行了数值模拟。结果表明,在相同的地质和采矿条件下,断层切割深度对底板采动效应有较大影响。随切深增加,底板采动破坏深度加大,底板卸荷范围也加大,采场底板断层突水的机率增加。