猫场铝土矿采场回采顺序优化研究

在矿山开采过程中,不合理的回采顺序容易导致围岩变形、位移和破坏。为有效预防该类地质灾害发生,本文采用数值模拟仿真软件对猫场铝矿条带开采嗣后充填法采场回采顺序进行优化研究。通过分析采场整体和顶底板位移大小、顶板与矿柱应力分布以及整体塑性区体积大小,研究表明：方案Ⅰ(由南至北)的回采顺序最佳,该方案下采场整体位移5.396 m、顶板位移为5.853 m、地表位移为2.854 m;顶板最小主应力为0.421 MPa,矿柱最大主应力为25.4 MPa;剪切破坏体积为0.628 m3,拉伸破坏体积0.248 m3。其中,位移与应力数值相较其他两种方案差值较小,但拉伸破坏体积差值较大,且该方案下位移、应力、塑性区体积均小于其他两种方案。因此,采用从南至北开采的回采顺序更有利于采场的稳定。     

朱兰铁矿深部急倾斜厚大矿体回采顺序优化研究

合理的回采顺序是深部矿体安全高效回采的关键。为确定朱兰铁矿深部矿体阶段空场嗣后充填采矿法的最佳回采顺序，设计了4种盘区内采场回采方式和3种矿房回采顺序，利用AutoCAD-Midas-FLAC^3D耦合建模技术，分析了各方案回采过程中的应力和顶板下沉位移变化、盘区回采结束后的塑性区范围及分布情况。结果表明：盘区内采场“隔二采一”和矿房“中央向两翼开采”的回采顺序方案应力集中程度低，顶板下沉位移量变化小，塑性区范围及分布情况好，且回采工艺简单，有利于提高采场稳定性，确定为最优回采顺序。研究成果可为朱兰铁矿深部矿体回采提供技术依据，也为同类型矿山回采顺序设计提供借鉴。     

某矿山深部开采回采进路参数的数值模拟分析

针对某矿山的深部开采,提出了3种不同规格回采进路断面积的回采方案,并运用FLAC3D软件进行数值模拟。通过对比分析各方案在巷道开挖后沿脉巷道顶板监测点位移以及回采进路开挖后其塑性区及最大主应力应力云图,最终选择断面为4 m×4 m的方案;通过将该方案模型与模拟矿山现场的模型进行监测点位移、塑性区及应力云图对比,验证了该方案能够满足矿山安全高效回采的要求。     

基于CRITIC赋权的回采顺序优化模拟研究

回采顺序影响着矿体的安全高效开采。针对某深部金矿设计了4种回采顺序方案,采用MIDAS/GTS-FLAC3D耦合模拟的方法模拟采场开挖充填的过程,研究回采顺序对矿体和围岩应力应变的影响,并建立基于CRITIC赋权的综合评价模型,对4种方案进行综合评价。结果表明:在不同的回采顺序方案中,回采顺序对矿房中的应力和位移具有明显的影响。各个方案的最大主应力、顶板沉降位移、底板鼓起位移和边帮水平位移均随着开采时步的增加显著增长,最大拉应力则呈现波动趋势。4种方案的综合评分确定前进式隔一采一的回采方案为最佳回采顺序方案。     

充填体下矿体回采顺序数值模拟优化研究

结合矿山的采矿方法及矿体赋存特征,采用FLAC3D数值模拟软件,建立了三维数值模型,对矿体在大体积充填体下的回采顺序进行了模拟研究,根据计算结果,从应力、位移及塑性区3个方面对不同的方案进行了比较分析,进而确定从中间向两翼的回采顺序为最优回采顺序,并针对矿山在未来开采中可能存在的问题提出了合理建议,分析结果对矿山的安全生产有重要的参考价值。     

大规模充填体下保安矿柱规划及矿体回采顺序研究

针对某金属矿长期处于大规模充填体下开采的现状,对-300 m各盘区回采期间的稳定性进行了数值模拟,分析不同方案的采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律,并综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益。分析结果表明：将E101采场作为永久性连续盘区时,回采至中期采场顶板处产生1.14 MPa的最大拉应力和75 mm的最大位移;开采后期采场顶板处产生2.30 MPa的最大拉应力和92 mm的最大位移;开采后期采场顶板的抗拉安全系数为1.53;整个顶板岩体稳定性较好,确定将E101作为盘区永久矿柱。根据盘区永久矿柱的位置,提出了4种盘区回采顺序,分析比较不同开采方案的顶板、直接顶板、矿壁及充填体稳定性,确定了从矿体中央连续永久盘区矿柱E101采场向两侧分盘区开采的回采顺序。     

新城金矿Ⅴ~#矿体-680m中段开采优化

以新城金矿Ⅴ#矿体-680m中段为工程背景,基于原有的"隔一采一"的回采顺序提出"一步采超前二步采6、9、12分层开采"的3种方案。通过FLAC3D软件,模拟3种开采方案的二步矿柱,从而获得围岩与矿体的应力、位移及塑性区域变化规律,可有效地对矿山回采矿体进行优化与选择。研究结果表明,一步采超前二步采6分层后再转向二步开采,其顶板、上盘的位移及塑性区域最小,盘区两帮等处于较好的力学状态,可有效缓解应力过于集中的现象,实现安全高效开采。本研究结果对类似矿山的开采有重要的借鉴意义。     

基于多指标综合评价的采场结构参数及回采顺序优选

基于山东金鼎铁矿现有分段凿岩阶段矿房采矿方法和采场结构参数,设计包含3种回采顺序和3种采场跨度共9组正交试验方案,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对9组试验方案进行数值模拟研究,获得采场应力、位移大小以及塑性区分布等计算结果。在此基础上,建立基于满意度的多指标综合评价模型,选取侧壁最大主应力、顶板最大主应力、侧壁最大水平位移、顶板最大竖直位移及塑性区体积共5个指标进行多指标综合评价及敏感性分析。研究结果表明:金鼎铁矿-470m水平采用"中央推向两侧"的回采顺序时满意度最大,在总体满意度达标的前提下,考虑采充次序过程中的满意度,进而确定最优采场跨度为18m。     

大阶段嗣后充填回采顺序及出矿控制技术研究

以马钢姑山矿后观音山矿体条件为工程背景,采用FLAC2D数值软件分析了嗣后充填法开采矿房引起的围岩应力、变形以及塑性区域变化情况,得到了围岩应力、变形及塑性区域变化规律。对比分析了5种回采顺序方案,确定了盘区矿房回采顺序;并从散体力学方面提出了阶段嗣后充填法出矿顺序,指导了矿山实际生产。     

甲玛铜多金属矿盘区合理回采顺序动态模拟研究

在甲玛铜多金属矿地上地下并行大规模开采的复杂条件下,针对地下二期复杂厚大矿体的安全高效回采问题,综合分析矿山开采现状的基础上,提出2种盘区回采顺序方案,采用数值模拟方法对不同的盘区回采方案进行了分析优选,通过对比分析不同回采顺序条件下采场等关键部位的应力、位移的动态响应特性,确定盘区间隔回采方案最佳,该方案可为地下二期矿体安全高效开采提供技术支持。     

矿山隔离矿柱回采稳定性分析及开采方案研究

冬瓜山铜矿在进行完大规模1步骤矿房回采和2步骤矿柱回采后,形成了大量的采空区和充填采场,致使岩体应力分布十分复杂,盘区隔离矿柱的回采条件已发生根本性改变。通过对开采状态的调研分析,以52-54线隔离矿柱为例,提出了2种隔离矿柱回采方案,从开采难度、矿石回收率、采切工程量等方面进行了对比分析,并结合数值模拟软件FLAC^3D对2种矿柱回采方案进行了模拟。模拟分析显示：方案1隔离矿柱在回采过程中侧壁出现了较大的位移,容易形成侧壁垮塌,并且其塑性区面积较大;方案2在隔离矿柱回采后,采场侧壁位移很小,对于在回采过程中出现的应力集中区域,减小矿房跨度,避免矿壁受到进一步破坏,回采作业对围岩的影响最小。通过综合比较,认为方案2较为合理,为可行性较高的方案。     

金厂峪金矿基于FLAC~(3D)的残矿回收与空区处理采矿方法优化

金厂峪金矿近年来井下空区数量不断增大,空区条件愈加复杂,可能随时出现地表塌陷等危害,亟需开展废石尾砂胶结充填技术进行空区处理及残矿回收研究工作。根据类似矿山经验,提出4种残矿回收方案,采用FLAC3D分别对4种方案进行数值模拟计算与分析,结果表明:第1种方案的竖向应力、位移沉降、塑性区分布以及最大主应力等指标优于其他方案,并能保证生产过程中的整体安全稳定性,推荐该方案在金厂峪金矿大规模推广应用。     

阿尔哈达铅锌矿728 m中段采空区顶柱回收方案研究

针对阿尔哈达铅锌矿728 m中段采空区下方回收顶柱存在的技术及安全问题,提出了中深孔崩落法采矿方法,介绍了顶柱回收方案的采场结构、采切工程、回采工艺等技术参数,确定在采场两翼掘凿切割天井,两翼后退式落矿的顶柱回收方案。采用FLAC3D软件分析顶柱及上下盘在回采过程中应力、位移及塑性区变化规律。数值计算结果表明所提出的顶柱回收方案是合理的,为顶柱回采提供了理论依据,具有重要的实践意义。     

深部大规模开采岩体稳定性数值模拟研究

基于FLAC3D对马城铁矿深部大采场开采及回填过程中,围岩与充填体的稳定性进行数值模拟计算,并通过现场工程试验进行了验证。研究结果表明:(1)一步回采后,矿房出现顶板下沉和底鼓现象,间柱顶底板处应力集中明显,最大应力达到36.45 MPa,围岩局部呈塑性破坏;二步回采时,矿柱位置应力集中加剧,最大集中应力达到69.35 MPa,顶板最大位移15.01 cm,空区部分围岩呈失稳状态。(2)一步回采胶结充填后,胶结充填体对空区围岩起到了支撑作用,在一定程度上恢复了围岩三向受力状态,矿房顶底板应力集中程度减弱;二步回采尾砂充填后,充填体进一步抑制了空区塑性区的发展,围岩受力分布相对均匀,顶板位移与之前相比基本不变,顶底板变形得到了有效控制,保证了深部大采场开采的安全性和可靠性。     

采场顶板锚索锚杆联合支护加固效果模拟分析

工程岩体质量等级为III级和IV级的采场顶板,因其岩体破坏特点和破坏程度不同,需采取不同强度的支护方案。针对不同岩体质量等级采场顶板初选的锚索锚杆联合支护技术参数,建立数值分析模型并选取若干关键位置监测点,对模拟开采过程中的变形量、应力值、塑性区范围等进行实时监测,以反应采场顶板锚索锚杆联合支护技术方案的加固效果。通过数值模拟计算对采场顶板支护前后相关监测参数对比分析,结果表明：采场顶板区域支护后拉应力值比未支护时降低约35%,支护作业最大可降低顶板位移量48.3%,支护后顶板塑性区范围明显减少。锚索锚杆联合支护可大幅提高采场顶板的安全性,较好控制顶板应力值和位移量,保障采场内作业安全。研究结果可为类似矿山采场顶板支护方案选择和加固效果评价提供指导。     

三鑫金铜矿复杂充填体下留设护壁回采优化研究

目前,湖北三鑫有限公司充填体下间柱回采多采用上向分层充填法,回采中常留设一定厚度护壁减小对两侧充填体影响。为探究矿山预留间柱安全经济回采方案,现针对该公司-370 m中段间柱进行残矿回采研究,提出留设0、0.5、1.0、1.5 m护壁矿体4种回采方案;借助有限差分软件,对该4个方案在-370 m中段进行间柱回采模拟运算,研究了不同方案下采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律;综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益,对比选取出最优的回采方案。结果表明:在间柱回采过程中,矿房两侧预留1 m护壁矿体时,矿房顶板沉降、底板隆起最小且矿房较稳定,同时矿石损失量最小,为最优回采方案,为该矿山残矿回采起到了一定的指导作用。     

三山岛金矿盘区回采规格数值模拟优化

三山岛金矿S12186采场为盘区法试验采场,在采场宽度确定的情况下,合理布置矿房宽度成为安全生产的重要因素。通过采用FLAC3D软件,对5种不同矿房布置形式进行数值模拟,分析了不同方案应力、位移和塑性区的分布情况,提出了最优的回采规格,为安全回采提供了理论参考。     

海下点柱式开采的有限元动态模拟分析

三山岛金矿是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,矿山采用点柱式机械化上向水平分层充填法开采。通过ANSYS有限元数值模拟方法,定量地计算和分析矿体开采过程中采场充填后不同开采步骤下采场顶底板和点柱的应力、位移和塑性区的分布状况,模拟出它们随每步开采应力和应变的动态变化过程及其规律。将分析结果应用于工程实际,为三山岛金矿新立矿区海底安全高效开采矿石资源提供了技术保障。     

基于ANSYS-FLAC3D的深部采场结构参数优化研究

为了解决湘西金矿沃溪矿区在深部开采存在的采场稳定性差、顶板冒落等一系列问题, 采用有限元软件ANSYS与有限差分软件FLAC^3D耦合模拟跨度为3 m、4 m、5 m、6 m的4种采场开挖方案, 对比各方案应力、位移、塑性区之间的变化, 优选出深部采场最优跨度。结果表明, 当采场跨度为4 m时, 在采场安全稳定的同时采矿效率最大化。研究结果对同类矿山深部采场结构参数选取具有借鉴意义。