基于PFC2D的自然崩落法数值模拟

云南普朗铜矿是一个新建的大型铜矿山,矿山设计采用自然崩落采矿法。自然崩落法底部结构受力规律尚不明确,为了研究矿山开采中底部结构受力变化,采用PFC2D数值分析软件,针对普朗铜矿3720水平首采区地质条件及岩体物理力学参数建立计算模型并简述了岩体微观参数与宏观参数之间的关系。同时模拟分析三种拉底宽度及放矿过程中底部结构应力变化规律。结果表明:三种拉底宽度下,应力重新分布后应力集中在拉底推进线前方50~80m内,应力集中区应加强支护。随着拉底宽度的增大,峰值应力随之增大,在45m拉底宽度下最大应力达到22 MPa。在放矿时,放矿漏斗侧壁及眉线处会产生高动态应力,不利于底部结构的长期服役。研究所得结果可以对矿山支护起到指导作用。     

基于PFC2D自然崩落法数值模拟

云南普朗铜矿是一个新建的大型铜矿山,矿山设计采用自然崩落采矿法。自然崩落法底部结构受力规律尚不明确,为了研究矿山开采中底部结构受力变化,采用PFC2D数值分析软件,针对普朗铜矿3720水平首采区地质条件及岩体物理力学参数建立计算模型并简述了岩体微观参数与宏观参数之间关系。同时模拟分析三种拉底宽度及放矿过程中底部结构应力变化规律。结果表明：三种拉底宽度下,应力重分布后应力集中区范围集中拉底推进线前方50m-80m内,应加强支护。随着拉底宽度的增大峰值应力随之增大,在45m拉底宽度下最大应力达到22MPa。在放矿时,放矿漏斗侧壁及眉线处会产生高动态应力不利于底部结构的长期服役。研究所得结果对矿山支护起到指导作用。     

自然崩落法拉底过程底部结构稳定性研究

自然崩落法技术要求高,涉及的岩石力学问题也非常复杂,不同拉底方式拉底过程中,底部出矿结构所受应力状态不同,稳定性也不同。以普朗铜矿相关条件为依据,采用数值模拟方法对自然崩落法开采拉底过程中底部结构的应力变化进行研究。分析研究表明:前进式拉底过程中,拉底推进线后方45m左右区域应力逐渐发生释放,最大主应力减小到10MPa左右,底部结构整体稳定性要好于后拉底,出矿水平最小主应力处于岩体抗拉强度范围内,且新增塑性区符合前进式拉底特点。因此,前进式拉底利于维护底部结构的稳定性。     

铜矿峪铜矿拉底方式优化研究

铜矿峪铜矿采用自然崩落法开采,随着向深部开采原岩应力不断增加,为改善拉底过程中的应力环境,保证底部结构的稳定,采用FLAC3D对拉底过程中前进式和后拉底两种方式进行了模拟分析。结果表明采用前进式拉底时底部结构所在区域的应力环境具有明显的改善。     

自然崩落法底部结构应力状态研究

以普朗铜矿为研究背景,通过分析拉底工程在自然崩落法中的重要性,应用FLAC3D数值模拟软件,研究拉底过程中,逐渐增大拉底推进线尺寸时,底部结构应力状态的分布情况,得到一个聚矿槽开挖距拉底推进线较有利的距离。并且,在实测地应力的基础上,通过改变水平构造应力值,研究了4种不同应力状态下,底部结构的应力分布情况,分别得出有利于矿石崩落及底部结构稳定的应力状态。该研究成果将对自然崩落法矿山的采矿工艺设计和安全生产具有指导作用。     

自然崩落法底部结构应力分布的研究

中条山有色金属公司铜矿峪铜矿引进了美国自然崩落法技术。为研究该法在拉底、崩落过程中底部结构的应力分布及其变化，在首采区段内，利用多种监测手段对底部结构的应力和变形进行了全面系统地监测。本文是在此基础上，叙述了自然崩落法在开采过程中底部结构应力分布及其变化特点，并对底部结构的稳定性进行了分析和评价。     

某铜矿自然崩落法拉底顺序的优化研究

根据某铜矿的矿体赋存状态及开采技术条件,通过对岩体可崩性、地应力、矿体形态、品位分布、地质构造特征等因素的综合分析,确定沿矿体走向将矿体划分为北部、中部、南部3个矿块分别进行崩落回采,将矿体中部品位较高的区域作为首采段,逐步向南、北两端依次拉底回采。为确保崩落效果,对首采矿块在推荐的3种拉底顺序中选取由中间向上、下盘分别推进的拉底顺序,崩落形状为长方形,推进方向平行于最大主应力方向。拉底顺序选择合理,能尽快回收投资、确保持续崩落效果、拉底巷道和底部结构稳定,以及提升生产能力,对矿山开采具有重要的意义。     

普朗铜矿地压综合监测数据分析与研究

普朗铜矿在运用自然崩落法进行拉底推进和出矿作业过程中,在断层构造影响下,面临底部结构围岩破坏变形和地表不均匀沉降等问题。因此,普朗铜矿采用微震、应力和三维激光扫描综合监测系统,对开采过程中矿山地压状况进行监测和分析。结果表明：西沿拉底推进对首采区岩体稳定性影响较大;采区南部底部结构应力变化相对频繁;地表塌陷区东部区域与沟底核心区域沉降速度最快。以上研究结果为矿山调整拉底、出矿和二次支护计划提供了参考依据,起到了良好效果。     

矿块崩落法混凝土底部结构应力应变监测研究

本文介绍了铜矿峪铜矿矿块崩落采矿法试验中矿块底部结构地压监测研究成果。在研究过程中应用ＪＸＨ－２型混凝土应变计对矿块崩落法混凝土底部结构的应力应变进行了系统的监测，不仅摸清了在拉底及崩落出矿过程中，出矿巷道的应力应变变化规律，以及出矿巷道在生产过程中的２个破坏危险期，而且为矿块崩落法巷道支护及地压控制提供了依据。     

自然崩落法底部结构失稳因素及支护对策研究

某铜矿使用自然崩落法开采,矿山进入深部开采后,底部结构破坏严重,传统的锚杆支护很难起到作用。针对矿山深部采区底部结构失稳问题,采用Midas-GTS有限元软件对拉底过程中底部结构的应力分布进行研究,并提出了一种底部结构联合支护方案。研究结果表明:在前进式拉底过程中,底部完全拉开后,出矿水平巷道交叉处及桃形矿柱会出现拉应力,且超出了岩体抗拉强度,基于此规律提出底部结构联合支护方案,并由数值计算可知支护后底部结构最大位移降低了38.5%。此支护方案对该铜矿山底部结构维护有一定的指导作用。     

自然崩落法超前拉底数值模拟研究

自然崩落法拉底与聚矿槽施工的先后顺序直接影响着底部结构的稳定性,对其进行优化研究是非常必要的。运用模拟软件FLAC~(3D)建立数值模型,假设拉底超前聚矿槽,模拟分析超前拉底条件下,底部结构的应力、塑性区变化情况,研究结果表明,在拉底推进线附近区域的底部结构处于应力集中状态,在推进线后方45m左右范围内,应力发生释放,有利于底部结构的稳定及聚矿槽的开挖。     

基于FLAC3D的主层开采对副层底部结构稳定性的影响研究

以自然崩落法开采的铜矿峪铜矿4^#矿体为研究背景,通过对主副层三维建模,并利用FLAC^3D软件对554 m主层开采扰动下614 m副层底部结构稳定性变化进行数值模拟,以对底部结构的应力分布规律和塑性区进行分析。结果表明,由于叠加压力拱效应,主副层交界处以及副层拉底推进线前方底部结构压应力集中程度会随着主层拉底和落矿增大而增大; 因主层开采,副层底部结构拉底空间下方出矿穿脉和桃形矿柱拉应力一定程度减小,使其不易超过岩体抗拉强度; 必须采取措施使压力拱范围内底部结构强度高于拱角应力强度,以避免推进线前方底部结构发生破坏。     

自然崩落法底部结构稳定性监测研究

为了掌握自然崩落法开采过程中底部结构的稳定性,采用微震监测与应力监测技术对普朗铜矿底部结构进行监测,分析出矿过程中底部结构稳定性变化规律,研究拉底推进、构造应力对底部结构稳定性的影响,评估底部结构发生失稳的风险程度.结果表明:断层构造是影响普朗铜矿底部结构稳定性的主要因素,断层下盘为开采过程中地压风险程度较高的区域;聚...     

自然崩落法矿体崩落规律的研究

自然崩落法是一种生产能力大、生产成本低、安全性高的采矿方法，它是利用矿体本身所固有的节理裂隙分布特征和低强度特性，在矿块底部进行拉底（有时在矿块边界辅以割帮或预裂等诱导工程），以引起矿体内应力变化，促使矿体破坏并在重力场作用下自然崩落成适宜的矿石块度。该法与其它采矿方法相比，对矿床地质条件要求特别，生产工艺过程也遇然不同，充分了解和掌握矿体崩落过程中的崩落规律对于成功运用该法有极其重要的作用。长沙矿山研究院通过几年的探索，运用室内相似材料模型室验和现场实测矿体崩落规律的方法相结合，在铜矿峪铜矿自…     

矿块崩落法在程潮铁矿应用的探讨

本文以程潮铁矿应用矿块崩落法为基础,阐述了矿块崩落法有关结构参数,进行了矿岩可崩性,拉底以及边界削弱和底部结构稳定性等技术问题的探讨。     

普朗铜矿自然崩落法开采过程综合在线监测技术研究

自然崩落法采矿过程中,顶板冒落规律掌握、底部结构稳定性情况、地表沉降趋势监测及控制等,不仅关系开采过程人员和财产安全问题,更是决定自然崩落法能否成功用于普朗铜矿的关键。采用微震、三维激光扫描、TDR、钻孔电视、应力位移等技术,综合对普朗铜矿顶板冒落规律、底部结构变化情况、地表沉降实时显现进行在线监测,并通过统一平台对数据进行综合联动展示和分析。该综合在线监测技术应用,控制了崩落面和松散矿堆之间的高度,避免上覆矿岩大范围崩落产生空气冲击气浪;优化了拉底推进与底部结构开口之间的空间位置关系;解决了底部结构矿柱二次加强支护时机及措施选取问题;实现了地表稳定均匀沉降。综合在线监测技术在普朗铜矿得到很好应用。     

岩体崩落机理的数值模拟研究

利用三维有限元法对铜矿峪铜矿５号矿体和程潮铁矿岩体崩落机理进行研究，探讨了不同削弱工程地采场应力分布的影响，得出了岩体削弱后的崩落机理，同时对初始拉底面积进行分析。     

普朗铜矿自然崩落法采矿底部结构稳定性研究

本文通过对国内最大的自然崩落法采矿基地——普朗铜矿的进行地应力反演,并对矿体进行岩石力学特征评价,并对前期运营过程中底部结构的所受的应力状态进行了研究,以及对矿区采场中在拉底及出矿过程中,巷道的稳定性特征及破坏规律进行了对比分析,并且针对上述规律提出了普朗铜矿前期底部结构稳定性防护措施,对采矿实践有一定的指导作用。     

铜山矿矿岩可崩性评价及崩落演化规律研究北大核心

为研究铜山矿Ⅱ号矿体自然崩落法的可行性,通过相似工程类比,初步获得了铜山矿矿岩可崩性分级。根据现场工程地质调查数据,基于Laubscher崩落图法建立了铜山矿矿岩可崩性评价模型,获得了三种不同拉底形状条件时的水力半径。利用GPI 3D FDEM构建了铜山矿Ⅱ号矿体自然崩落法三维数值模型,通过研究整个崩落过程中的应力与位移变化,获得了初始崩落面积和持续崩落面积,揭示了拉底速率对矿体崩落效果的影响规律、不同拉底速率拉底过程中底板应力演化规律以及自然崩落法采矿对研究区域地表沉降的影响规律。结果表明:铜山矿矿岩可崩性属中等;初始和持续崩落水力半径分别为15.5、27.5 m;拉底形状为圆形时所需拉底面积最小;发生初始、持续崩落所需拉底面积随长宽比增大而增大;断层破碎带能够促进损伤破裂向其汇集,也对损伤破裂的扩展具有阻隔作用。     

基于矿岩崩落规律的JM矿拉底方案设计

自然崩落法中拉底方向和拉底高度的设计直接影响矿山生产和安全.以塞尔维亚JM 矿为工程背景,结合拉底高度和拉底推进方向与主应力的关系设计了6种拉底方案,从矿岩崩落量、初始崩落拉底面积、持续崩落拉底面积、矿岩崩落速度4个方面分析不同拉底方案下矿岩的崩落参数,确定了最优拉底方案.结果表明:当采用拉底高度为10 m、推进方向垂直于最大主应力方向的方案进行拉底工程布置时,崩落效果较好,矿岩达到持续崩落后,崩落速度较为稳定,该方案下矿岩初始崩落拉底面积介于4537.5~5400 m2之间,持续崩落拉底面积介于16537.5~18150 m2 之间,持续崩落速度为0.2599 m/d,可满足矿山生产要求.