基于多因素正交设计法采场结构参数数值模拟研究

以某铜矿V#矿体为例,采用多因素正交设计法对采场结构参数进行了有限差分数值模拟研究,得到位移、应力和塑性区分布情况的多个指标。通过比对法求得多指标模糊权重值,从而得到位移、应力综合评价指标来对采场稳定性进行分析评价,最终确定合理的采场结构参数。对类似矿山问题以及其他领域的多因素、多水平和多指标问题有重要的参考价值,对矿山安全生产起到科学的指导作用。     

某石灰岩矿采场结构参数数值模拟研究

为提高石灰岩地下矿山采矿效率和资源回收率,在某石灰岩矿开展了中深孔房柱法试验研究。采用三维数值计算软件ANSYS和FLAC3D进行了中深孔房柱法采场结构参数优化和稳定性数值模拟计算,通过计算确定的最优方案的采场结构参数为:矿房宽度15 m,间柱宽度13 m,底柱厚度15 m。数值模拟计算结果与理论基本一致,表明数值模拟方案的设计、模型的建立和参数的选择具有一定的合理性。     

石材矿山地下采场结构参数正交数值模拟试验研究

采用露天开采的石材矿山存在一系列问题,如破坏植被、污染环境、高陡边坡潜在地质灾害危险、剥离量大、经济合理剥离比接近境界剥采比而迫使矿山关闭等。为有效开发石材矿产资源,开展石材矿山地下开采技术研究,尤其是地下采场结构参数的研究是十分必要的。以某地下大理石矿山为工程背景,采用多指标综合评价、数值模拟与正交试验相结合的方法,对地下采场稳定性影响因素进行了综合指标评价与敏感度分析,并在此基础上优化了采场结构参数;结果表明:(1)采场跨度对采场稳定性的影响最大,顶板厚度和采场高度的影响次之,矿柱宽度的影响最小;(2)地下采场结构参数为跨度8m,顶板厚度6m,高度16m,矿柱宽度6m。研究成果可为类似石材矿山地下采场结构参数设计提供参考。     

铁路下矿体采场结构参数数值模拟研究

结合安徽省某矿8线以东-144 m水平以上矿体,利用ANSYS有限元软件对拟采用的机械化上向水平分层充填采矿法的结构参数进行多方案模拟,最后对应力、变形及采场顶板的安全性进行综合分析,得出最优的采场结构参数。这种利用数值模拟的方法,可以有效地得出有价值的结论,有利于指导矿山安全生产。     

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。     

某磷矿深部缓倾斜矿体采场结构参数数值模拟研究

湖北宜昌某磷矿开采标高为+30～+720 m,区内最大埋深将近1000 m,平均埋深约700 m。在确定大埋深矿体的采矿方法时,采场结构参数是经济安全开采的关键参数。借助有限元软件Midas-GTS对其采场结构参数进行模拟,研究分析普通点柱法和条带嗣后充填法两种采矿方法不同采场结构参数下,顶底板及矿柱的应力应变情况,为矿山科学确定采场结构参数提供科学依据。     

巴鲁巴铜矿采场结构参数优化数值模拟研究

中色卢安夏铜业有限公司巴鲁巴铜矿矿体北翼陡倾角矿体目前已基本回采完毕,余下资源主要为缓倾角矿体。针对缓倾角矿体的回采,尝试过多种采矿方法,但均未收到良好的效果。目前使用单分段崩落法,此采矿方法主要问题为采矿贫化率过高。为解决此问题,利用有限元软件ANSYS对采场不同布置方式时围岩的应力变形状况进行分析,对计算结果进行比较,最终确定了适合采场的结构参数,即凿岩道布置在矿体下盘3m的位置,凿岩道间距设置为12m。实践结果表明,采用优化后的结构参数,贫化率由原来的33.35%降至24.24%。该研究为工程领域采场结构参数优化设计提供了一种新的方法。     

采场结构参数与回采顺序的数值模拟优化研究

本文采用ANSYS有限元分析软件,以程家沟铁矿南区为工程背景,建立了三维数值模型,对其地下采场结构参数和回采顺序进行了数值模拟研究,并对模拟结果进行了详细地分析,最终确定了合理的矿房跨度、间柱宽度等参数及合理的回采顺序,对矿山安全生产有一定的参考价值。     

基于PFC数值模拟的无底柱采场结构参数优化研究

结合大冶铁矿东采车间工程条件,设计了几种无底柱采场结构参数,并运用PFC数值模拟软件,对多个采场结构方案进行模拟分析,根据各方案的矿石回收指标和现场实施的难易程度,推荐采用分段高度12 m、进路间距15 m、崩矿步距2.0~2.5 m的最优采场结构参数组合。同时研究了放矿过程中不同阶段颗粒间接触力的变化规律,详细分析了数值模拟结果回收率偏高和贫化率偏低的原因。     

基于正交模拟的采场结构参数研究

针对某铅锌矿现有的采场结构参数不合理的情况,采用FLAC3D正交试验对采场的顶柱厚度、矿房走向长度、间柱厚度进行模拟研究,建立了多指标综合评价模型,针对各个指标进行满意度分析,并通过回归曲线分析得出了最佳的采场结构参数。研究结果表明:在间柱厚度为12 m,矿房走向长度为38 m,顶柱厚度为8 m时,模型综合满意度指标处于高峰值,结合矿山实际生产条件,此时的采场结构参数对矿山实际生产具有指导意义。     

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。     

基于数值模拟的采场结构参数与充填强度匹配性研究

针对新田岭钨矿区厚大矿体的赋存特征,利用FLAC3D数值模拟软件,分析了矿房宽度、矿柱宽度、底板充填体厚度、矿房充填体强度、底板充填体强度等对开采后围岩顶板沉降位移的影响。结果表明:一步骤回采矿房时,矿房宽度对顶板沉降变形的影响最大;二步骤回采矿柱时,矿房宽度及矿房充填体强度对顶板沉降变形的影响较大;下部中段回采时,底板充填体强度、矿房宽度以及矿柱宽度对顶板沉降变形的影响较大。综合上述3个研究结果,矿房宽度对顶板沉降变形的影响最大,其次是充填体强度,顶板沉降变形与矿房宽度呈正相关关系,而与充填体强度呈负相关关系。     

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。     

急倾斜厚大矿体采场结构参数模拟优化研究

采用FLAC3D三维有限差分软件对吴庄铁矿4#矿体不同的采场结构参数进行了数值模拟计算,通过对模拟结果进行详细的分析比较,确定了合理的采场跨度和顶板厚度,为采场结构参数的优化选择提供了理论依据。     

红岭铅锌矿采场结构参数数值模拟与优化

为优化红岭铅锌矿阶段空场采矿法采场结构参数,选取采场长度、间柱宽度和顶柱厚度3个因素,每个因素取3个水平,用正交试验原理设计了9个数值模拟方案。对每一个方案用Midas耦合Flac3D进行数值模拟分析,揭示了用不同采场结构参数开采过程中采场最大主应力、z方向最大位移、间柱和顶柱塑性区贯通状况等力学演化规律。研究结果表明,顶柱安全厚度随采场长度增加而增高,最大主应力位置发生在采场角点位置,最大位移位于采场顶板中央,若间柱发生破坏,上盘围岩最大位移会向间柱方向移动,相邻两矿房塑性区有贯通的趋势。综合分析9个方案的数值模拟结果,考虑安全性和经济性,采场长度50 m、间柱宽度10 m、顶柱厚度15 m为红岭铅锌矿最优采场结构参数。     

分段崩矿阶段空场嗣后充填采矿法采场结构参数的数值模拟研究

采场结构参数的优化对提高矿山生产效率、降低生产成本和保证矿山生产安全起着重要的作用。根据某矿山开采技术条件,针对采矿方法的采场结构参数,采用FLAC数值模拟软件模拟了不同采场跨度条件下的最大拉应力、竖直位移、塑性破坏区范围的大小,确定采场跨度最优为10 m,为矿山的安全高效生产提供依据。     

罗河铁矿二步采场结构参数优选

为了保证罗河铁矿二步采场生产能力和安全性,运用FLAC3D数值模拟软件对不同参数的二步采场稳定性进行分析,获得安全合理的采场参数。通过分析开采过程中各参数采场顶板的应力和位移变化特征,结合顶板应力与位移分布云图,得出各参数采场在开采过程中的稳定情况。结果表明,当采场宽度为19~20 m时,采场顶板的最大拉应力值超出其自身的极限抗拉强度,且拉应力的分布区域占顶板的90%,同时顶板最大位移量达40 mm,顶板易发生拉伸破坏而产生冒顶或垮塌危险。建议二步采场宽18 m,高15 m。     

乳山金矿深部采场结构参数的数值模拟

根据乳山金矿深部开采地质条件对工程围岩的稳定性进行分类。利用采场结构稳定的力学原理和三维数值,确定了乳山金矿深部采用分级尾砂充填采矿方法时各水平矿房的最大走向长度，为深产采矿设计提供了参考依据。     

复杂采场结构参数数值模拟及采矿方法优化

复杂采场存在矿岩强度低、侧帮与顶板易坍塌等风险,其采场结构参数的确定及采矿方法的选择是当 今采矿技术的一大难题。 以某铁矿复杂采场为背景,进行采场结构参数数值模拟及采矿方法优化研究。 首先进行岩 体力学实验和现场结构面调查分析,在此基础上采用 BQ 值分级法进行采场岩体质量分级;然后基于岩体质量分级结 果,按采场宽度分别为 10、12、14、16、18 m,采场高度分别为 15、20、30、45、60 m,分为单矿房、两矿房、三矿房、四矿房 开采等 4 种情况,分别对每种情况下采场应力、位移、塑性区分布云图进行模拟计算和对比分析,以确定合理的矿房宽 度和长度参数;最后结合分析结果并考虑安全及经济等因素,提出 2 种回采方案。 研究结果可为类似采场结构参数的 确定及采矿方法的选择提供参考。     

基于灰色关联理论的采场结构参数优选

为了研究川口钨矿的采场安全性并确定合理的采场结构参数,应用MIDAS数值模拟方法,得出了不同采场结构参数下的顶板应力和位移,从安全角度初步确定了较优的采场结构参数。采用灰色关联理论,全面考虑影响采场结构参数的经济、技术、安全三类因素,建立了4种备选方案,计算出各采场结构参数方案基于评判指标的灰色关联度,分别为0.821,0.842,0.865,0.817,从而确定最优采场结构参数,即顶柱厚3 m,矿房跨度为15 m,矿柱跨度为8 m。实践证明,运用数值模拟和灰色关联理论优选采场结构参数的方法是科学可行的。