基于FLAC3D的采矿方法优选及采场结构参数优化

为保证贵州簸箕田金矿复杂矿床安全、高效开采,利用FLAC3D数值模拟软件分别对3种采矿法(上向进路充填采矿法、上向水平分层充填采矿法、下向分层充填采矿法)不同采场结构参数进行了数字模拟分析。结果表明,采场高度3 m、宽度6 m的上向进路充填采矿法最优,更符合矿山开采安全、稳定、经济要求。研究成果对类似复杂矿山开采具有指导意义。     

地下采场稳定性数值模拟研究及结构参数优化

采场回采顺序及结构参数对提高采场回采安全性,降低回采损失、贫化率,提高回采效率有重要意义。利用FLAC3D数值分析软件,对不同结构参数采场稳定性进行数值模拟分析。通过对矿柱及围岩的应力、应变及破坏特征进行分析,得出不同采场结构参数条件下采场的应力、应变及破坏特征变化规律,最终确定合理的回采顺序及采场结构参数,提高采场回采安全性及回采效率。     

某铁矿采矿方法优选及采场回采长度优化研究

某铁矿自开采以来一直采用两步骤的分段凿岩阶段空场嗣后充填法回采矿体，由于矿体上盘存在破碎带，导致一步骤采场回采或即将结束采场揭露顶板发生垮塌，给二步骤回采带来巨大安全隐患。结合技术经济指标，对比不同方案的优缺点，最终决定采用预留护壁的小分段充填采矿法回采二步骤采场，采用该方法生产能力达300 t/d,损失率为15%,贫化率为10%～15%;根据所选取的采矿方法，采用FLAC3D与Rhino相结合对采场回采长度进行优化，最终在采场回采高度与采场宽度一定的条件下，根据所选取的5种方案，分别从应力、位移及塑性区分布进行分析，确定回采长度为60 m时较为安全。该采矿方法优化应用期间，矿山经济效益达564万元，可为类似矿山提供参考依据。     

基于Fuzzy-TOPSIS的金矿床采矿方法优选

针对工程地质条件为复杂隐伏大型金矿床簸箕田金矿,通过数学模糊法对其采矿方法优选。首先,在初选的四种采矿方法基础上,使用逼近理想解的排序法对其指标量化,建立矩阵计算的正理想解的欧氏距离,从而得出根据贴合度确定四种采矿方法最终的优劣顺序;其次,通过数值模拟,对得到的最大应力场分布及塑性区分布分析,得到初选四种采矿方法的优劣顺序。结果表明,上向进路充填采矿法是簸箕田金矿最优采矿方法,为簸箕田金矿采矿方法选择提供了参考,也为贵州地区同类型复杂黄金矿床的开采积累了经验。     

基于熵权-理想点的采场结构参数优化研究

为获得合理的采场结构参数,实现某矿分段空场采矿法的安全高效开采,结合矿山实际,通过选择顶柱的厚度、矿房的跨度和矿柱的宽度作为变量,设计了四套优化方案。采用熵权-理想点法评价模型对方案进行评价,优选出最佳方案,并且利用FLAC~(3D)软件对方案进行模拟计算,经过对比分析,结果表明,该综合评价体系能够优选出合理的结构参数,对矿山生产具有实际意义。     

五龙金矿充填上部空区控制采场地压研究

五龙金矿因采场上部存在差较大的空区，地压现象较为严重。采用充填空区的方案来控制地压，并应用弹塑性有限元方法对该方案进行了数据模拟。模拟结果表明，在充填情况下进行采矿，应力和塑性区均得到了改善。     

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。     

蚕庄金矿深部采场稳定性数值模拟研究

随着开采深度越来越大,蚕庄金矿上庄矿区深部地压显现现象日趋严重,开采过程中顶板及两帮岩石垮落失稳现象频繁发生,甚至出现岩爆现象,严重制约矿山生产。为了保证安全生产,利用数值模拟技术,以深部7336及7337两个大跨度相邻采场为例,对开采过程中的稳定性进行模拟分析。通过研究发现,在单层开采过程中,两个采场的顶板中部区域为应力及塑性区集中区域,要注意支护;在多分层开采中,下盘断层带附近应力集中现象明显,为重点关注区域。     

连续全面回采对采场稳定性的影响

针对全面采矿法,进行连续回采,对其采场稳定性进行分析。以云南某铜矿为例,采用数值模拟手段,分析采场中的应力、位移、塑性区。得出:随着开采的推进,最大主应力和最小主应力并不是出现在采场深部,而是出现在顶底柱上,出现应力集中现象,采场中最小主应力的最小值由2.53 MPa增加至5.71 MPa,增幅为125.7%,最大主应力的最小值由6.88 MPa增加至20.11 MPa,增幅达192.3%,应力过大易造成失稳破坏;各点位移均呈增大趋势,3个顶底柱上均出现位移突然增大的现象,中部顶底柱上的最大下沉量达到47.87 mm;顶底柱上表现为剪切破坏,围岩塑性区影响范围增大,表现为剪切、拉剪、拉破坏共存的状态。应适当增大顶底柱尺寸,或者减小采场尺寸,以保证采场安全。     

某铁矿采矿方法优选及采场结构参数优化

以某铁矿为工程实例,根据该矿的开采技术条件,初选了垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法、阶段强制崩落法、无底柱分段崩落法三种初选方案。然后运用双基点决策理论选取相应的技术经济指标综合比对三种方案,确定最适合该矿的采矿方法。最后运用数值模拟方法对采场结构参数进行优化。研究结果表明,运用双基点法决策理论对采矿方法进行选择,能避免采矿方法选择的主观性,同时经现场实践证明所选取的采矿方法有效,采场结构参数合理。这些研究成果可供矿岩条件类似矿山借鉴使用。     

高阶段采场稳定性分析及回采工艺技术研究

安庆铜矿采用高阶段大直径深孔采矿法回采矿房、矿柱,回采高度近120m。文章对安庆铜矿矿区岩体特性、采矿方法进行了阐述,重点就高阶段采场结构参数,充填体稳定性等关键技术问题及相关回采技术措施进行分析。     

全面法采场矿柱稳定性及影响因素敏感性分析

全面采矿法在采场中留下规则(方形、矩形或圆形)或不规则的矿柱作为永久支撑,不予回采。全面法矿柱的稳定性与采场结构参数密切相关,作为采场结构参数优化研究工作的前奏,有必要对全面法采场矿柱的稳定性及其影响因素的敏感性进行分析。本文利用南方某钨矿为工程背景,详细介绍了矿柱稳定性分析,进行了矿柱稳定性影响因素敏感性正交极差分析,最后对矿柱稳定性进行校核。研究方法及结论可以作为类似矿山设计的参考依据。     

似膏体充填开采采场稳定性及顶板移动变形的数值模拟与分析

以济宁矿业集团太平煤矿工程概况为试验背景,借助于FLAC3D数值模拟程序数值模拟似膏体充填开采工艺,揭示了似膏体充填开采采场稳定性及顶板移动变形规律,为似膏体充填开采实践提供了理论指导与技术支持。     

分段空场崩落采矿法顶板稳定性分析

蜂子山铅锌矿ⅪV1主矿体上下盘围岩均不稳固,试验应用改进的分段空场崩落采矿法。采用三维有限元对其护顶矿层和隔离矿柱的稳定性进行模拟分析。通过比较4种方案的应力、安全率和塑性区分布,优选了合理的采场结构参数。研究结果表明:矿房回采时,护顶层厚度对顶板稳定性有显著影响,顶板稳定性随护顶层厚度增加而提高;采场跨度对顶板稳定性也有较大影响,随采场跨度增加而降低。选取适当的护顶层厚度和控制采场跨度可有效保证空场稳定性,论文研究成果可为实际采矿设计和岩层控制提供理论依据。     

分段采矿法采场稳定性分析

研究了分段充填采矿法的动力学原理。针对右江河地区铁矿的开采条件,设计了4种分段开采方案,利用有限元分析软件ANSYS模拟分析了覆岩及副井在分段采矿时的移动及破坏过程。结果表明：在定配比充填体情况下,4种开采方案副井和覆岩都是安全的。     

采场稳定性分析与参数优化的图表法

为了研究采场稳定性分析方法与参数优化方法,对夏甸金矿试验采场进行了的工程地质调查、矿岩力学试验、数字测试等工作,获取了表征矿山岩体质量的多种指标。对试验采场岩体质量进行了简要评价,54903采场岩体质量好,55002采场岩体质量一般。根据获取的指标,利用Mathews图表法对试验采场在当前跨度下的稳定性进行了分析,在当前6 m进路采场跨度下,采场稳定性程度高,可合理地增大跨度。并根据拟合的稳定-破坏曲线公式求出采场临界跨度,继而综合多因素给出了7 m最初跨度设计。利用软岩极限跨度图表法评价出7 m设计跨度是经济、安全的。结合FLAC3D数值模拟对图表法应用的准确性进行了对比分析,并最终确定出采场跨度值。     

大规模采场开采稳定性模拟预测与实测验证

针对某地下金属矿山采场采用大直径深孔分步爆破开采的实际, 为了掌握采场围岩稳定性情况, 运用二维有限元模拟软件Phase²对采场回采过程进行了分步数值模拟, 分析采场的稳定性, 对采场可能发生冒落或垮塌处进行预测。运用空区三维激光探测系统(CMS)对采场进行了现场探测, 以CMS实测数据为基础生成采空区三维模型, 提取采空区二维实际边界与数值模拟的结果进行对比分析, 进而实现对采场稳定性模拟预测结果的实测验证。实践表明, 实测结果与预测结果基本一致, 验证了这种模拟预测方法的可靠性和有效性。该方法能有效地预计到大规模采场开采稳定性情况, 并据此进一步改进大爆破回采工艺, 从而实现安全、高效率开采。     

基于满意度模型的采场结构参数多目标综合优化研究

以矿柱宽度、矿房跨度与分段高度3个主要采场结构参数为影响因素,最大压应力、最大拉应力、顶板位移和矿房回采矿量为评价指标,进行了响应面试验设计。采用3DMINE-MIDAS/GTS-FLAC^3D联合模型的计算结果,得到响应面结果和评价指标的回归方程,并据此得出单一因素和因素交互作用对评价指标的影响规律; 将回归方程和矿房回采矿量引入基于满意度的多目标优化模型,得到最佳采场结构参数。结果表明,所建立评价指标的回归方程相关性很高,能在试验范围内准确地预测结果; 评价指标受到单因素和因素间交互作用影响,交互作用中,矿柱宽度与矿房跨度交互作用影响最显著。最佳采场结构参数为：矿柱宽9 m,矿房跨度11 m,分段高度12 m; 把该参数应用于招金矿业夏甸金矿,取得了良好的效果。