露天坑底境界矿柱厚度及采场尺寸的数值模拟

露天坑底境界矿柱厚度及采场尺寸的确定,是露天转地下矿山经常遇到的问题,对于矿山进行地下开采安全生产极其重要。针对铜绿山矿南露天坑下Ⅰ2号矿体露天转地下的实际情况,采用FLAC3D软件,模拟了开挖过程中境界矿柱和采场的变形和破坏情况,确定坑底境界矿柱厚度为17 m,采场矿柱厚度为5 m,为露天转地下境界矿柱厚度与采场尺寸设计施工提供了参考依据。     

某铁矿隔水护顶矿柱厚度计算及安全影响预测

科学合理地确定矿山隔水护顶矿柱安全厚度是矿山安全生产的前提条件,为保障某铁矿地表民房、道路等建（构）筑物安全,防止矿山开采过程中产生的导水裂隙带贯通第四系含水层,采用荷载传递交汇线法、K.B.鲁别涅依他估算法和冒落带、导水裂隙带高度估算法3种理论分析方法对隔水护顶矿柱厚度进行计算,并利用数值模拟手段对留设隔水护顶矿柱后的开采过程安全影响进行了分析,对理论计算结果进行了验证。3种理论计算方法得出的隔水护顶矿柱厚度分别为14.3～17.3 m、17.5～31.4 m和41.8～57.4 m,推荐隔水护顶矿柱留设厚度为60 m。通过数值模拟分析得出,在留设60 m厚的隔水护顶矿柱的基础上,开采区域和隔水护顶矿柱位置产生的最大拉应力约0.47 MPa,矿山开采不会对隔水护顶矿柱造成破坏;地表产生的最大水平位移约5.8 cm,最大垂直位移约26.5 cm,最大倾斜为1.70 mm/m,最大曲率为0.20 mm/m2,最大水平变形值为0.70 mm/m,满足相关规范要求,预测矿山开采不会造成地表建（构）筑物破坏。     

露天转地下开采境界矿柱参数优化研究

露天坑底境界矿柱的布置是一个复杂的问题,提出了境界矿柱和条形矿柱相结合的矿柱留设方式。针对某矿露天转地下的现场情况,采用Flac3D数值分析软件,对拟用的9种方案进行了模拟分析,综合考虑回采安全和减少资源浪费,确定方案IV(境界矿体厚度15 m,条形矿柱宽度7 m)为最优方案。为类似矿山境界矿柱布置和参数研究提供了参考。     

落凼矿露井联采境界矿柱合理厚度研究

露天开采矿山转地下开采时存在境界矿柱厚度留设问题,以落凼矿为工程背景,运用工程类比分析法、卡特(Carter)比例顶柱评价方法以及MIDAS/GTS有限元分析法对于落凼矿露天转地下开采过渡期间境界矿柱留设厚度进行了研究,研究得出:在落凼矿东部露天采场开采期间,其境界矿柱厚度最低为20～25 m。     

某铁矿地下开采对地表建(构)筑物的安全影响研究

为合理留设某铁矿隔水护顶矿柱,科学预测矿山地下开采对村庄、道路等建(构)筑物的安全影响,防止开采活动造成地表水漏失和建(构)筑物破坏,根据矿山地质和设计资料,采用3种不同理论计算方法对矿山隔水护顶矿柱厚度进行了计算,确定了隔水护顶矿柱的安全厚度。利用数值模拟软件对矿山不同阶段的开采过程进行了模拟,分析和总结了地表沉降值、沉降中心位置及地表变形的变化规律,明确了矿山地下开采过程中地表需重点监测和防范的区域。在数值模拟得到的位移数据基础上,通过理论公式计算,得出了矿区地表最大倾斜、曲率和水平变形值分别为1.72 mm/m、0.16×10~(-3) m~(-1)和0.71 mm/m,小于地表建(构)筑物保护等级对应的允许变形值。研究结果表明,在留设合理的隔水护顶矿柱并按设计要求进行开采的基础上,矿山开采引起的地表变形不会对地表建(构)筑物安全造成威胁,为矿山建设和生产安全提供了理论依据。     

紫金山金铜矿露天地下联合开采隔离矿柱厚度数值模拟研究

对于露天与地下联合开采矿山,确定隔离矿柱的厚度过薄,易造成露天底隔离矿柱突然间崩落,反之留得过厚又会造成矿产资源的浪费,通过数值模拟手段对露天开采底部标高为+652~592 m时的露天与地下开采模型进行分析研究,并通过拟合得到隔离矿柱厚度与最大拉应力的关系曲线,确定了紫金山金铜矿露天地下联合开采的隔离矿柱合理厚度,对矿山露天与地下的正常生产以及露天采场边坡的稳定性和地下采场的稳定性有一定的指导意义。     

采矿方法转变中的隔离矿柱稳定性分析

隔离矿柱在矿山开采中对维护矿山稳定具有重要的作用。结合某矿的实际情况,在矿山进入深部开采并转变采矿方法的过程中,采用极限平衡理论计算得出了隔离矿柱厚度为10 m。应用二维数值计算软件RFPA对其稳定性进行了分析研究。结果表明,留设10 m隔离矿柱可以维持采场的稳定,满足矿山生产的要求。     

基于FLAC2D的境界顶柱稳定性分析

露天转地下开采的矿山必须留设一定厚度的安全矿柱,即境界顶柱,境界顶住留设的厚度对于地下矿安全开采具有重要意义。石人沟铁矿露天转地下为例,利用FLAC^2D,对具有代表性的安全矿柱进行了数值模拟,模拟开挖过程中境界矿柱的变形和破坏情况,对境界矿柱稳定性分析的方法进行了验证和补充,同时也为石人沟矿露天转地下设计提供科学依据和指导。     

某矿山露天转地下开采对露天边坡的稳定性研究

以某露天转地下开采矿山为背景,利用FLAC~(3D)软件建立露天采坑及矿体模型,并对地下开采和充填过程进行模拟,得出露天边坡和坑底的位移及应力变化情况。模拟结果显示,在露天坑底预留保安矿柱的前提下,采用充填法开采能有效控制露天边坡及坑底的沉降、变形,从而减小地下开采对露天边坡稳定性的影响;但随着开采区域向上推进,应加强对露天边坡及坑底保安矿柱等应力集中区的监测,以确保矿山生产安全。     

高承压含水层下矿体回采保安矿柱合理宽度留设应用研究

针对"三下"矿体回采难度大、安全要求高等特点,并结合矿山水文地质条件及开采现状,提出了"顶板预控、分区隔离、及时充填"的方案,并通过理论计算、数值模拟、工业性试验等手段对矿体强化开采时护顶矿柱厚度及隔离矿柱宽度进行了模拟和计算。现场工业性试验表明,"顶板预控、分区隔离、及时充填"方案能够有效控制采场顶板大面积垮落,确定西区护顶保安矿柱厚度为120m,东、西区连续隔离矿柱宽度为20m。     

顶板厚度探测技术在地下铝土矿的应用研究

我国铝土矿多以缓倾斜薄矿脉沉积性矿床为主,普遍存在直接顶板稳固性差、矿体厚度不稳定的问题。铝土矿开采多应用空场法进行开采,依靠留设矿柱和留护顶矿的方式对顶板进行管理。因铝土矿矿层和直接顶板厚度变化较大,无法准确留设护顶矿厚度,造成矿石损失较多,为此探索性开展猫场矿区铝土矿直接顶板厚度快速探测方法,为采场回采作业过程中护顶矿留设厚度提供技术支撑。通过对顶板探测厚度设备选取并在井下进行现场试验,试验探测图像显示矿体和直接顶板总厚度误差为0.65m,探测图像表明矿体与直接顶板界线不明确,SSP地质雷达在试验中达到了预期效果。     

基于FLAC3D的谦比希铜矿盘区保安矿柱稳定性分析

井下开采时,每隔一定距离经常留设一定厚度的保安矿柱与围岩共同作用来支撑上覆岩层维持采场结构稳定,实现矿体安全回采.谦比希铜矿东南矿体采用预切顶空场嗣后充填法条带式开采,分两步骤回采,盘区间留设25 m厚的保安矿柱.为分析盘区间留设的保安矿柱稳定性,同时为后期优化开采提供借鉴,本文运用FLAC3D数值模拟软件,分别模拟2...     

充填法采场结构参数优化设计

采用弹塑性理论,综合考虑了国内某矿山矿体的赋存条件,建立了采场稳定性分析的三维有限元模型,研究了充填采矿法不同结构参数时采场的稳定性以及围岩应力和位移随矿房、矿柱尺寸以及采场控顶高度的变化情况.研究结果表明:采场最大压应力和最大拉应力随矿柱宽度增大而减少,随矿房宽度增大而增大;该矿山合理的采场结构尺寸为矿柱宽8 m,矿房宽10 m,控顶高度8～12 m.     

某矿山厚大第四系下开采对地表的影响分析

某铁矿体上方为厚大的第四系松散层,并留设不小于50 m厚的护顶矿柱来控制地表岩移.为探究地下开采对地表建(构)柱物产生的影响,通过现场取样、室内力学实验和岩体参数折减的方法获取矿山岩体力学参数,借助FLAC3D有限元软件进行数值模拟,对矿区岩体移动监测范围内的位移、变形和曲率进行分析.结果表明:留设隔离层矿柱以及采用分...     

无轨开采下采场结构参数及稳定性数值模拟

云南某矿山矿体赋存条件复杂，矿岩破碎、松软，加之后期转型采用无轨设备开采，导致采场巷道断面增大，原有的采矿工艺和采场参数已不再适用。为保证开采过程的安全，找出适合矿山生产的合理采场结构参数，研究采用3D-σ有限元模拟软件建立采场三维模型，设计不同跨度直接顶板的留点柱、留连续矿柱采场结构形式，对不同采场结构形式下矿岩的应力、安全率、塑性区进行模拟分析。结果表明：采用留点柱的采场形式时，采场内点柱尺寸不应小于2 m,矿房跨度控制在4 m为宜；采用留连续矿柱的采场形式时，采场结构参数建议留4 m宽连续矿柱，矿房跨度为5 m,采用C20混凝土进行进路式充填回采。结合采场模拟分析及矿山实际生产现状，建议采用留连续矿柱的开采方案。后续现场试验证明，该方案不仅能够保证采场结构的稳定性，达到矿山安全开采的目的，而且能有效降低矿石的损失贫化，提高矿山的经济效益。     

用数值模拟方法确定露天转地下境界矿柱厚度

露天转地下开采的矿山，其露天坑底境界矿柱厚度的确定，对于金属矿山地下开采安全生产极为重要。针对石人沟铁矿露天转地下的实际情况，对其安全顶柱厚度运用东北大学岩石破裂与失稳研究中心的RFPA^2D数值模拟系统，对具有代表性的断面进行了分析计算，模拟了开挖过程中境界矿柱的变形和破坏情况，为矿山设计提出的境界矿柱厚度进行了验证和补充，同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

某铜矿露天转地下隔离矿柱的确定研究

露天转地下隔离矿柱的确定是露天转地下开采经常面临的重要问题,对于金属矿山地下安全生产极其重要。根据某铜矿的采矿工艺、开采深度以及工程地质条件,采用理论计算和FLAC3D有限差分法数值软件对不同厚度的隔离矿柱进行了模拟分析。结果表明,当隔离矿柱厚度为 20 m时,地下开挖导致的顶板变形较小且趋于平稳。20 m是该矿山隔离矿柱厚度的最优值,能够满足安全生产要求。该分析结果为露天转地下安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

张庄铁矿-390 m中段采场间柱尺寸优化

张庄铁矿首采中段即将结束,由于-390 m新中段矿体水平厚度变大,且采矿阶段高度由60 m变为85 m,为确保高阶段采场分步骤安全回采,并能保证矿山生产能力,研究将矿体厚度按推荐的采场安全长度140 m分为2种采场布置方式,并采用间断和连续2种不同形式的隔离矿柱,通过3D σ有限元法模拟计算分析2种形式共6组尺寸方案的隔离矿柱应力变化趋势,最终确定在矿体厚度为100～140 m时,采用10～12 m宽的间断隔离矿柱;矿体厚度大于140 m时,采用18～20 m宽的连续隔离矿柱。结果为采场安全高效回采提供了理论依据。     

复杂条件下大规模开采采场结构参数优化研究

针对甲玛矿地表地形变化起伏大、部分区域采场顶板埋深浅、露天和地下联合开采等多重因素制约采场结构参数的复杂条件,采用多种理论解析方法和数值模拟方法,对不同条件下的采场境界顶柱、矿柱及采场顶板稳定性进行了综合优化分析。分析结果表明,采场境界顶柱厚度在32 m以上及高应力区域,建议采场宽度采用15 m,采场境界顶柱厚度在32 m以下时,建议采用12 m及更小尺寸的采场宽度。     

断层防水矿柱合理留设数值模拟分析与评价

根据某磁铁矿床Ⅰ^#矿体的水文地质特征和采矿方法, 基于流-固耦合原理, 利用Phase2软件建立了数值模型, 分析研究了防水矿柱厚度对局部地下水渗流场的影响以及断层、围岩变形和破坏特征, 并结合经验公式法得出了Ⅰ^#矿体合理的断层防水矿柱厚度。结果表明, 对于Ⅰ^#矿体数值模拟建议留设的防水矿柱厚度为15～20 m, 经验公式计算的防水矿柱留设厚度为16.59 m, 综合考虑, Ⅰ^#矿体在目前地下水位条件下的断层防水矿柱厚度为17 m。