焦家金矿倾斜破碎矿体进路采场的锚喷支护

关于倾斜破碎矿体进路采场使用锚喷网护顶的试验研究成果和经验,包括支护参数选择、锚杆选型、锚网护帮法等方面的内容。在这一研究过程中,提出了“锚杆的锚固力与悬吊力等同”的观点、因而指出在危险地段需采取增设楔管式锚杆以防冒落的补救措施。由于锚喷网支护的灵活应用,获得了明显的经济效果和可靠的安全保障。     

采场跨度优化数值模拟研究

采场跨度是影响采场结构稳定性的重要因素。为确定采场回采的最优跨度,以矿山实际地质条件为基础,借助FLAC3D数值计算软件,分别对采场跨度为6,8,10 m和12m4种情况进行数值模拟,并从最大主应力、垂直方向沉降及塑性区3方面对不同跨度情况进行对比分析,最终确定采场回采最优跨度为8m。     

深部破碎矿体分段空场嗣后充填法采场结构参数优化

为确定深部破碎矿岩条件下采场合理结构参数,通过理论分析、现场测试以及数值模拟研究相结合的方法,对深部矿体采用分段空场嗣后充填法的采场结构参数进行分析与模拟。首先,通过对井下不同岩体进行取样实验与工程地质调查,获得不同岩体的岩石力学参数与节理裂隙参数,采用RMR法与BQ法进行岩体分级,开展岩体质量评价,评估矿岩稳定性。其次,采用Mathews图法,确定了铜绿山铜铁矿现有赋存条件下的采场结构参数合理范围。最后,利用Flac3D三维数值模拟软件,对开采过程进行仿真模拟,结合采矿过程中的应力、应变等的变化,分析采场的稳定性,验证采场结构参数的合理性。     

九仗沟金矿上向进路采场结构参数优化

针对九仗沟金矿采场结构参数合理性差、采矿成本偏高等问题,采用FLAC~(3D)数值模拟对采场结构参数进行优化研究,得到较优的采场跨度。在九仗沟金矿进行现场工业性试验,并在试验采场开展经济效益统计和计算工作,得到试验采场的经济效益。数值模拟结果说明九丈沟金矿上向进路采场的极限跨度为8.0m,采场破坏程度较轻。现场工业试验结果说明7.0m作为采场跨度具有较好的经济效益,保证安全生产的同时提高采矿效率。     

急倾斜厚大矿体采场结构参数模拟优化研究

采用FLAC3D三维有限差分软件对吴庄铁矿4#矿体不同的采场结构参数进行了数值模拟计算,通过对模拟结果进行详细的分析比较,确定了合理的采场跨度和顶板厚度,为采场结构参数的优化选择提供了理论依据。     

白音呼布金属矿采场跨度优选与围岩稳定性分析

白音呼布矿区井下开采已经进入深部,矿体多处于构造破碎带中,节理发育、地压作用显著,围岩等级差异较大,直接影响采场的稳定性。为了探究合理的采场跨度,确保井下矿产资源高效、安全开采,采用数值模拟方法对白音呼布矿区300m中段采场进路跨度及围岩稳定性进行研究,分析了不同采场跨度对围岩位移场与应力场变化及塑性区扩展规律的影响。根据数值模拟计算结果,以采场进路监测点位移曲线、应力变化和塑性区是否贯通为依据,确定井下Ⅲ级围岩采场安全跨度。研究结果表明:Ⅲ级围岩采场进路跨度超过6m后,顶板竖向位移和两帮水平位移显著增加,采场两进路塑性区完全贯通,确定Ⅲ级围岩采场进路的最优跨度为6m。     

缓倾斜极薄矿体采场结构参数优化研究

在开采缓倾斜极薄矿体时,合理的采场结构参数是维护采场稳定性、提高矿山生产效率的有效措施。结合南温河钨矿缓倾斜极薄矿体开采的采场设计,针对0.5,1m厚的矿体,分别设计了6种采场结构参数方案,应用FLAC~(3D)软件进行数值模拟,探究合适的采场结构参数。研究表明:对于0.5m厚的矿体,采用0.5m的间柱宽度、3m的回采宽度可以更好地维护采场稳定,降低矿石损失率;对于1m厚的矿体,同样采取0.5m的间柱宽度、3m的回采宽度的方案能达到最优的效果。     

某铜矿采场结构参数优化

某铜矿现采用露天开采,考虑资源接替,须尽快实现地下开采达产,而合理的采场结构参数是矿山顺利实现地采达产的重要保证。根据铜矿赋存条件和矿体特征,分别设计了方案1(矿柱跨度为15m,矿房跨度为15m)、方案2(矿柱跨度为12m,矿房跨度为18m)和方案3(矿柱跨度为10m,矿房跨度为20m)。采用FLAC3D数值模拟软件对3种方案进行数值模拟研究,从位移、应力以及塑性区3个方面进行计算分析,确定了有利于采场稳定的结构参数。研究表明:方案2既能保证采场安全,又可高效生产。研究结果可为国内外分段空场嗣后充填法推广应用提供一定的理论参考依据。     

考虑多因素的一步矿房采场跨度优化

合理采场结构参数的确定是控制地压危害、实现矿体安全高效开采的重要措施之一。不同采场结构参数的优劣由多个指标判定,而各项参数的指标优劣趋势往往不统一。针对张庄铁矿的生产实际,通过FLAC3D数值模拟,获取能量释放率、屈服率以及顶板拉应力区率,结合胶结充填率,利用层次分析法和模糊综合评判法获取综合评价指标,对一步矿房采场跨度优劣进行评价,再利用遗传算法优化出最优的采场跨度,为非等宽采场结构参数的选择提供理论基础。研究成果和技术方法可以运用于其他采用充填法开采的大型深部金属矿山。     

焦家金矿破碎岩体岩石力学分级稳定性研究

通过对焦家金矿焦家矿区进行不同地质条件区域岩石取样,进行实验室岩石力学性质试验,分析岩石力学参数。通过采用Q系统分级法、RMR分级法和BQ分级法对矿岩体分级并进行对比,提交不同岩体分类分级,并提出在不同岩石条件下采场安全作业规格,对提高安全生产具有积极作用。     

红透山铜矿深部采场回采顺序的数值模拟及优化

针对红透山铜矿处于高应力环境下的深部采场,为确保回采过程中的采场稳定性,通过数值模拟探讨合理的回采顺序。基于矿山实际生产条件,提出6种回采方案,并采用FLAC3D进行数值模拟计算,分析不同方案回采过程中的应力、位移分布特征。计算结果表明：方案六所处的应力环境最为有利,安全性最高,矿柱明显起到了缓解顶板应力集中的作用,顶板、帮壁处是应力最为集中区域;方案二在回采过程中竖向位移最小,但在最终状态各方案位移较为接近。综合考虑,方案六为最优回采顺序。     

白牛厂矿节理化岩体力学参数与采场安全跨度评价

白牛厂矿岩体节理发育、质量差,直接影响采场的稳定性。为了较真实地获得矿区岩体的力学参数,并准确评价采场安全跨度,先对扩展后的Hoek-Brown准则进行了部分修正。然后引入岩体节理间距Js,对传统的GSI确定方法进行了改进,以使节理化岩体结构的描述定量化;再结合Hoek-Brown准则的经典公式,对各种岩体力学参数进行处理。最后,推导了地质强度指标GSI与RMR、Q之间的数学关系,利用Barton提出的工程跨度经验公式,对矿区6种主要岩体采场安全跨度进行了评价,得出了井下无支护采场安全跨度应不大于10m的结论。所用的方法为节理化岩体力学参数的估计提供了一种简单、易行的途径,对采场安全跨度的评价也与生产实际相符,适合在同类矿山中应用。     

基于预应力锚索支护的马路坪矿采场稳定性分析

开磷集团马路坪矿采用分段空场法嗣后充填法开采,为确保矿区在施工期及运营期的安全性,对采场顶板中部部位采用预应力锚索加固支护。通过采场支护前后的位移与变形特征、最大主应力分布特征、塑性区分布特征对比分析结果,分析了采场的稳定性,验证了支护方式的科学性。     

基于预应力锚索支护的马路坪矿采场稳定性分析

开磷集团马路坪矿采用分段空场法嗣后充填法开采,为确保矿区在施工期及运营期的安全性,对采场顶板中部部位采用预应力锚索加固支护。通过采场支护前后的位移与变形特征、最大主应力分布特征、塑性区分布特征对比分析结果,分析了采场的稳定性,验证了支护方式的科学性。     

裂隙岩体本构模型及数值模拟研究与应用

基于莫尔-库仑理论模型,结合裂隙岩体损伤力学方法,研究岩体中裂隙的出现、扩展从而实现岩体局部破坏的本构关系及演化方程,同时在FLAC3D提供的二次开发程序接口基础上,采用VC++程序语言实现了自定义本构模型,并将其编译成动态链接文件进行加载与调用。将此本构模型应用于一实际巷道的开挖围岩稳定分析中,得到塑性区、位移场、应力等值线分布与莫尔-库仑模型计算结果分布相符合,从而进一步验证了模型的适用性和可靠性,这为工程的实际应用提供了一种方法。     

裂隙岩体渗流水-岩耦合数值分析

以单条平直裂隙中的水流运动规律和裂隙网络渗流模型为基础，介绍了裂隙岩体渗流场与应力场耦合非线性分析的基本原理以及两场耦合的数学模型，并说明了耦合计算方法及步骤，运用算例，通过对比分析耦合及非耦合两种情况下的渗流场等值线图，说明了在渗流场必须考虑水-岩耦合作用。     

充填体与岩体强度合理匹配下的采场结构参数优化

选取合理的充填配比和采场结构参数是采用阶段空场嗣后充填采矿法矿山实现安全回采和提高生产效率的有效措施。根据岩体开挖释放能量与充填体峰值变形能相近的原则,确定了符合中关铁矿的最佳充填配比为1∶6。在此充填配比下,针对中关铁矿的开采技术条件,对影响采场稳定性的矿房长度、矿房跨度和顶板厚度这3个因素进行了3因素3水平的正交试验设计,得到9种试验方案。运用FLAC3D对9种不同方案的采场结构参数进行模拟计算,分析对比了各方案矿房回采充填后采场顶板和充填体矿柱的应力及位移分布情况,研究了各因素对采场稳定性的影响顺序,进而对采场结构参数进行了优选。计算结果表明：矿房长度和矿房跨度是影响采场稳定性的重要因素,最优的结构参数为矿房长度50 m、矿房跨度18 m、顶板厚度8 m,该结构参数下能够保证采场的稳定性且能有效提高矿山生产能力。     

节理岩体巷道支护作用机理的离散元模拟研究

采用离散元程序UDEC对某矿山节理岩体巷道锚喷支护效果和围岩及支护结构的作用机理进行数值分析,再现了巷道楔形块体破坏的力学过程,分步模拟了喷浆支护和锚喷支护的不同效果,并系统地研究了节理岩体巷道在喷浆支护、锚喷支护施工后围岩与支护结构的作用机理及力学状态。得出结论:即锚喷支护是解决节理岩体支护的有效手段之一,也证实了UDEC是一种很好的数值分析软件,特别适用于模拟节理岩体的变形问题研究。