不规则矿柱稳定性的Voronoi图解法分析

为分析采场内不规则矿柱稳定性,以大尹格庄金矿为研究背景,确定矿柱稳定性影响因素后,应用Voronoi图解法结合AutoCAD计算矿柱载荷,并选择Sjoberg公式确定矿柱强度;基于矿柱载荷和矿柱强度推导不规则矿柱安全系数计算公式,进而对矿柱稳定性进行评价;借助MATLAB编程分析采场参数与矿柱安全系数之间的关系;通过计算采场极限跨度与矿柱尺寸分析矿柱不稳定的原因。研究表明,矿柱安全系数随矿柱有效承载宽度增加而增大,随矿柱承载边界跨度加大而减小;计算得到采场极限跨度为8.48m,方形矿柱尺寸应不小于4.17m;采场内矿柱破坏或失去承载能力的主要原因是采场跨度过大或矿柱尺寸不满足实际要求。     

近地房柱法矿柱尺寸对石膏矿采空区稳定性影响研究

为确保某石膏矿地下矿体回采不影响地表大面积变形和塌陷,对其所预留的矿柱尺寸大小与采场稳定性关系分析,由面积承载理论构建简易混合矿柱模式,得到矿柱安全系数随矿柱宽高比增大而增大的结论。采用FLAC3D软件模拟地下开挖过程采场周围岩体应力应变变化情况,结果表明:预留矿柱在3 m及以上时,能较好的维护采场稳定,不会出现较大的塑性破坏,满足地表非重要建筑物的安全要求。     

石膏矿矿柱稳定性分析及试验研究

通过岩石力学试验,运用Hoek-Brown准则及Roclab软件得出石膏矿岩体的力学参数。基于矿柱上的荷载、矿柱中的应力分布和矿柱自身强度的计算方法,得出某石膏矿山条形矿柱的安全系数为1.5～2.0。根据Bieniawski的面积承载理论和强度计算公式,采用反分析法对矿柱进行稳定性分析。结果表明,在开采深度为130 m时推荐的采场结构参数为:条形矿柱宽度≥6 m,矿房跨度≤10 m,矿房高度≤10 m。整个分析过程简单可靠,可以为石膏矿矿柱稳定性分析提供参考。     

石膏矿采空区积水对矿柱稳定性的影响分析

以矿柱支撑体系为核心的房柱式采矿方法,采空区的稳定性状态是由矿柱和矿房顶板两个基本要素共同决定的。以湖南某石膏矿为例,结合室内力学参数实验,采用Bie-niawski强度公式和二维弹塑性有限元分析程序,分别对干燥采场和泡水采场的矿柱稳定性进行了对比分析。实验结果表明,石膏矿石泡水后其抗压及抗拉强度分别降低至78%,62%。矿柱安全系数计算结果表明,矿柱长期泡在水中,其安全系数下降较大,对采空区稳定性有较大的影响。     

某方解石矿采空区稳定性分析和采场参数优化

为尽可能提高矿山回采率和资源利用率，并确保矿山安全生产，采用矿柱安全性分析法对某方解石矿+280 m水平采空区稳定性进行分析，采空区矿柱1安全系数Fs=0.85，小于安全稳定系数值1.5，存在被破坏的可能性较大，从而不能保持该采空区的长期稳定，应采取针对性措施加以防范。因矿山采场参数仅凭经验设计，未进行定量分析，经矿柱安全性分析，+260 m水平设计的矿柱安全系数Fs=8.2，+240 m水平设计的矿柱安全系数Fs=6.96，远远大于1.5，故对设计的采场要素进行优化，采场宽度由8 m调整为10 m，矿柱宽度调整为5 m，矿柱方式由条形改设为正方形；优化后矿柱安全系数+260 m水平Fs=2.05，+240 m水平Fs=1.75，矿柱的安全系数仍在1.5以上；采场参数优化后，可使矿山回采率由28%提高到42%，较大地提高了矿山的资源利用率。     

金矿采场结构参数混沌优化

为了研究三山岛金矿新立矿区采场稳定性并确定合理的采场结构参数,采用ANSYS有限元数值模拟方法,计算了不同采场结构参数的围岩应力、应变状况,并探索了矿柱在采矿过程中的力学作用.研究表明,采场充填后给矿柱和上下盘围岩一个侧向约束力,有利于提高矿柱稳定性和控制采区地压.根据数值模拟结果,建立了新立矿区采场结构参数优化目标函数与矿体水平厚度、矿柱截面尺寸和矿柱跨度等因素的神经网络模型,采用混沌优化方法,得出了不同开采技术条件下的采场最优结构参数,并将优化的采场结构参数应用于工程实际,目前已安全采出矿石量6万多吨,取得了较好的效果.该研究为工程领域参数优化设计提供了一种新的方法.     

三山岛金矿上向进路充填采矿法锚杆支护参数的计算

三山岛金矿采用机械化上向进路充填采矿法开采,岩体质量等级为Ⅲ级时,采场自身具有一定的稳定性,对采场支护强度要求相对较低,根据矿山现有支护装备技术水平,采场选用管缝式锚杆支护.管缝式锚杆支护参数确定为:φ16 mm钢筋管缝式端部锚固锚杆,锚杆长取1.8m,锚杆间距为1.0～1.2m,锚固力要求大于60 kN.     

某金矿残留矿柱回采的稳定性研究

采用工程地质调查、现场应力变化监测、声波测试结合三维有限元数值分析方法，对某金矿残留矿柱回采方案进行研究及稳定性分析，确定回来区优势结构面、主要承载矿柱以及矿柱临近破坏的声速值。结果表明，小矿柱更易破坏，顶底枝比间柱回来稳定性好，采场留中间采端部的底柱回来方案围岩稳定性最好，距地表500m以下的采场回来底柱时应加大人工项枝的高度，回采主要承载矿柱必须采取安全措施。     

某铁矿充填法开采的有限元分析

针对某矿山开采后稳定性受影响的问题,对矿体进行了三维弹塑性有限元分析研究,模拟了某铁矿原崩落开采及拟采用的充填法开采的过程,得到隔一采一全留矿石矿柱时所留的矿柱稳定,采高60 m时充填体稳定性较好,不同矿房矿柱尺寸时充填体内的屈服破坏区在较小尺寸时较小或没有,最后得出了优化的采场结构参数。     

深埋厚大矿体采场结构参数优化

合理的采场结构参数可使采场处于有利的力学状态,使围岩的应力、应变分布趋于均匀化,在保证开采系统稳定和生产安全的前提下,减少支护工作量,提高采矿强度和生产效率。在深入分析思山岭铁矿地质概况与采矿方法的基础上,对影响矿房回采稳定性的矿房高度、矿房宽度、采场长度、矿柱宽度、矿柱充填方式等5个关键因素进行2水平正交设计,获得8种试验方案。运用大型岩土软件FLAC3D对盘区内不同方案的采场结构参数进行数值模拟研究,分析其在不同结构参数下应力、位移、塑性区等特征,初步得出采场处于最有利力学状态时的结构参数方案(采场高60 m、采场长60 m,矿房宽18 m、矿柱宽20 m的参数方案)。计算结果表明:回采过程中,采场长度对顶板应力和顶板位移的影响最大,采场越长,应力值越大,且压应力主要在盘区间柱集中,顶底板处出现拉应力集中。分析结果可为盘区矿房矿柱的安全高效回采提供技术支持。