基于FLAC~(3D)下向进路采场参数优化

为获得最优采场参数,应用数值模拟软件FLAC~(3D)对不同进路采场结构参数进行计算,分析不同参数的进路在开挖过程中位移和应力变化特征,获得不同方案进路开采位移和应力随进路宽度和高度的变化曲线,选出最优的进路参数。结果表明:进路宽度的变化对采场顶板的稳定性较进路高度明显,进路宽度达到4.0 m时采场顶板的最大拉应力超出了其自身极限抗拉强度,最大位移量达43 mm,顶板在开挖后自身稳定性较差。综合考虑三山岛金矿新立矿区生产能力和安全性,建议矿山选择进路宽度为3.5 m,高度为3.0 m。     

踏步式上向水平分层充填采矿法回采步距优化及应用

针对机械化上向水平分层充填采矿法二步采场在进行回采作业时,一步采场充填体滤水而导致二步采场两帮围岩条件恶化的问题,提出并进行了踏步式上向水平分层充填采矿法的试验研究。以新城金矿V号矿体为工程背景,对踏步式上向水平分层充填采矿法的回采工艺设置不同的回采步距,结合Flac~(3D)数值模拟技术对回采过程进行模拟分析,并对回采过程中关键点的位移和应力进行综合比较,从而确定最佳回采步距,确保V号矿体的安全高效开采。结合不同工况下的应力位移分析结果最终确定采场参数,一步采场二步采场回采步距为20. 0 m,即一步采场超前二步采场6个分层。经工程应用表明,在试验采场得到了生产能力1 120 t/d、采矿损失率4. 6%、矿石贫化率4. 5%的经济技术指标。     

三山岛金矿破碎矿体开采采场结构参数优选

三山岛金矿直属矿区局部矿体较为破碎,为安全有效回采矿体,采用ANSYS有限元模拟软件,对不同结构参数采场的稳定性进行计算分析。通过分析不同参数采场顶板的垂直位移量和竖向应力,结合容许极限位移量判据评判各参数采场稳定性。结果表明,采场的最优参数为:采场宽3.5 m,高2.5 m,该结构参数可确保采场安全高效回采,并得到工程应用验证。     

云南毛坪矿侧压系数与顶板破坏分析

采用RFPA2D模拟软件,采用应力加载方式,对不同侧压系数下的3 m×3 m矩形断面和3 m×5 m×5 m六角形断面进路进行数值模拟。研究云南彝良铅锌矿河东矿区毛坪矿760 m水平第五分层进路开挖时,3 m×3 m矩形断面进路和3 m×5 m×5 m六角形断面进路在不同的侧压系数下进路顶板及矿柱的破坏分析。两种巷围岩以剪切破坏为主,当侧压力系数为1.5时,进路顶板突变破坏相对缓和。而侧压力系数为1.3时,充填体突变破坏较剧烈、破坏程度最大。随着侧压系数的增大,水平方向的位移会逐渐增大,垂直方向的位移会逐渐减小。侧压系数相同时,六角形断面的进路垂直位移比矩形断面的位移小,故在限制顶板位移方面明显优于矩形进路。     

新城金矿二步采场结构参数优化及应用

新城金矿二步矿柱采用预控顶中深孔分段充填采矿法开采。为获得最优化二步采场结构参数,采用Flac~(3D)对不同采场结构参数的稳定性进行计算,分析不同参数的采场开挖过程位移和应力变化特征,获得不同方案采场开采位移和应力随采场宽度变化曲线,并将优化后参数应用于工程实践。通过断面顶板位移变形监测,证明优化参数的合理性。结合矿山生产能力要求,为确保二步采场安全高效回采,最终获得最优的二步采场结构参数为:采场宽度8 m,高度10 m。     

基于ANSYS-R法的采场结构参数优化

为提高某矿回采效率,扩大生产能力,对采场结构参数进行优化。运用ANSYS对12种不同采场结构参数进行了数值模拟分析,得出各个方案采场最大主应力、顶板沉降量、两帮位移量和最大拉应力指标值,分析后保留采场宽、高分别为15 m和14 m以下的9种可行方案;采用正交试验极差法（R法）对这些方案模拟所获取的指标值进行显著性分析计算,确定采场最优宽高组合为宽9 m,高14 m;将最优采场结构应用于现场试验,并对试验采场顶板下沉量进行了实测,模拟结果与实测相对误差为7.48%,模拟结果准确性较高。试验结果表明,采用该法优化的采场结构参数不仅能够保证采场的安全稳定,而且能够大幅提高采场生产能力和回采效率。     

破碎矿体开采采场锚杆支护参数优化设计及应用

三山岛金矿破碎矿体开采一步进路和二步进路采场顶板稳定性均较差,尤其是二步进路,需要加强支护。针对矿体开采现状及其稳固程度,结合各锚杆的优缺点,选择管缝式锚杆进行支护。根据锚杆支护理论,对选择支护方法的支护参数进行优化设计,选用管缝式锚杆支护参数为:锚杆直径40 mm,锚杆长2.0~2.2 m,锚杆间排距0.8~1.0 m。工业应用结果表明:选择的支护方式和支护参数可有效控制顶板,保证采场安全,在经济和安全方面合理可行。     

基于FLAC3D的下向进路胶结充填采场参数研究

采用下向进路胶结充填法的矿山,回采断面尺寸是关系矿山安全生产的重要参数.结合工程实际,采用FLAC3D数值计算软件研究了矩形断面尺寸与采场稳定性的关系,对进路开挖后充填采场应力、位移、塑性区进行了分析.结果表明:进路高度对采场稳定性影响不大,跨度为6 m时采场处于失稳临界状态.      

镇沅金矿无底柱分段崩落采矿法采场结构参数的确定

镇沅金矿设计采用无底柱分段崩落采矿法进行开采,为了提高矿石回收率,降低采矿损失率与矿石贫化率,保证矿山实现安全、高效、低成本回采,分别进行了单体模型放矿试验、平面模型放矿验证试验和交叉进路放矿模拟试验,以确定采场结构参数。按照单体模型放矿试验确定的采场结构参数,进行平面模型放矿验证试验,确定矿石回收率、矿石贫化率和采矿损失率等指标。为了获得较好的矿石回收指标,进行了交叉进路放矿模拟试验,根据试验结果,在矿石贫化率25%的条件下,矿石回收率可达74.88%～87.98%。最终确定采场结构参数为分段高度×进路间距×崩矿步距=10 m×10 m×3.9 m,模拟结果可为现场工业试验提供技术支撑与依据。     

基于LS-DYNA的进路充填采矿法爆破对周围充填体的影响分析

焦家金矿采用下向进路充填采矿法开采时，矿体爆破对旁侧进路的充填体造成很大的影响。通过LS-DYNA软件建立二维平面模型，其外部尺寸为5.5 m×3.0 m,其中矿体尺寸为3.5 m×3.0 m,充填体尺寸为2.0 m×3.0 m,在矿体中建立一排炮孔，共4个，炮孔直径42 mm,孔距0.8 m,孔边距0.5 m。模拟下向进路充填采矿法开采，矿体单侧、两侧或三侧有充填体时，爆破对充填体的影响。为了充分研究不同孔边距对充填体的影响程度，还模拟了不同孔边距时充填体的破坏范围，获得充填体内有效应力变化规律及充填体内破坏范围，研究结果表明：应力波在矿体中传播比较快，而在充填体中传播的速度较慢；随着孔边距的逐渐增大，爆破导致填充物的失效区域也迅速减少。在实际生产中，应充分考虑充填体的破裂深度及破碎效果，焦家金矿采用下向进路充填采矿法的爆破孔边距应控制在0.3～0.7 m。     

基于FLAC^3D的下向进路胶结充填采场参数研究

采用下向进路胶结充填法的矿山,回采断面尺寸是关系矿山安全生产的重要参数．结合工程实际,采用FLAC^3D数值计算软件研究了矩形断面尺寸与采场稳定性的关系,对进路开挖后充填采场应力、位移、塑性区进行了分析．结果表明：进路高度对采场稳定性影响不大,跨度为6m时采场处于失稳临界状态．     

无底柱分段崩落采矿法地压显现规律数值模拟分析

夏甸金矿主要采用无底柱分段崩落采矿法对厚大矿体进行开采,随着开采深度增加,采场地压逐渐增大,且矿岩属性较易因开采扰动发生次生应力场变化,导致地压灾害产生。基于Flac^3D软件对深部采场地压活动进行数值模拟,分析采场地压变化规律。数值模拟结果表明：无底柱分段崩落采矿法采场回采进路中顶底板水平应力较大,两帮垂直应力较大;在靠近回采工作面处的顶板中水平应力出现集中;相邻进路之间应力会出现转移。回采过程中需要对采场顶板进行水平应力监测,回采进路时要注意对相邻进路进行应力监测。     

龙首矿下向分层充填采矿法六角形进路规格优化

龙首矿在“十·五”期间,由于加大了富矿回采力度,使富矿面积相对缩小过快,造成采场下降高度严重失衡。要满足矿石产量的稳产并提高,必须重新设计六角形进路断面规格。本文采用三维有限元数值分析程序,通过现场收集大量的资料,设计了8种方案进行模拟分析。结果表明,龙首矿下向六角形回采进路断面可进一步增大,最优进路断面规格为：底宽305cm,腰宽7m,高6m,断面积31．5m^2,并且分析了充填不接顶距对采场稳定性的影响,为该矿今后的生产提供了科学依据。     

踏步式上向水平分层充填采矿法在新城金矿的应用

针对新城金矿Ⅴ号矿体机械化上向水平分层充填采矿法中二步采场受一步采场充填滤水渗流影响,造成二步采场围岩条件逐渐恶化的问题,提出了采用踏步式上向水平分层充填采矿法进行开采,通过改变原采矿方法的回采顺序,形成一种循环踏步的"踏步式"回采形式。工程应用表明,踏步式上向水平分层充填采矿法采场生产能力1 120 t/d、采矿损失率4.6%和矿石贫化率4.5%,不仅经济技术指标优良,还极大地改善了二步采场作业条件,可为同类型矿山开采提供借鉴。     

伪倾斜斜坡道盘区点柱式采矿法采场结构参数研究

根据缓倾斜矿体开采技术条件,采用伪倾斜斜坡道盘区点柱式采矿法开采,采场结构参数设计的合理与否是采矿技术的关键工作,对采场留设不同尺寸点柱及点柱间距共设置九种方案,采用数值模拟分析点柱及采场顶板的应力应变及位移大小,优化可得间柱最优间距为9 m,当采场顶板稳定性差,矿体品位较低时,点柱尺寸宜取5 m×5 m,当采场顶板稳定性较好,矿体品位高时,点柱尺寸宜取3 m×3 m。通过采场参数优化,提前预知采场薄弱地段,指导矿山正常生产。     

基于采场结构参数优化后的充填体强度数值模拟

合理的采场结构参数能够有效控制岩体位移,改善围岩应力分布状态,提高采场稳定性.为确定高尔奇铅锌矿采场最优结构参数,根据矿山地质条件和矿体赋存状态,建立5种采场结构模型,通过有限元软件ANSYS进行数值模拟,综合考虑顶板、间柱和充填体柱的拉应力、压应力及位移变化,引入安全系数对各模拟方案进行对比分析.结果表明:拉应力在模...     

基于FLAC~(2D)的空场嗣后充填法采场结构参数优化

为了探明缓倾斜中厚矿体空场嗣后充填法在不同采场结构参数及不同回采阶段的采场稳定性,引进FLAC2D软件对采场宽度分别为32m、36m及40m时在三种回采阶段的应力、位移和塑性区分布规律进行二维数值模拟。结果表明,充填体理想弹塑性本构模型及矿岩应变软化本构模型适用于矽卡岩矿体,不同开采扰动及矿房跨度条件下采场稳定性不同,当采场沿走向宽度36m以下时最大主应力、最小主应力、塑性区分布及顶板竖直位移在安全范围之内。优化后的采场结构参数为采场沿走向宽度36m,其中矿房31m、间柱5m,实践证明该方案在安全性及经济性上能满足生产要求。     

穰家垅银矿大规模充填采矿采场结构参数优化研究

穰家垅银矿存在大量采空区和尾砂堆积等问题,矿山采用的空场法已不能满足持续发展的需求。为提高采场作业安全性,缓解地表尾砂排放压力,拟采用二步骤空场嗣后充填法进行回采,以期处理地表堆积的尾砂,保证采场安全稳定,为此亟待确定采场结构参数。研究建立了5种不同跨度的采场结构模型,利用有限元仿真模拟软件分析二步回采后顶柱、充填体人工矿柱的应力及位移,综合对比不同方案下的顶柱和充填体间柱的安全性,得出采场跨度为15～25 m时,采场安全稳定。考虑到矿山经济效益,最终确定合理的采场跨度为20～25 m。这对同类工程地质条件下的矿山开采具有借鉴意义。     

单进路采场充填假顶力学行为数值分析

为分析研究单进路采场充填假顶在暴露过程中的力学行为与发展特征,以及内部配筋的受力状态,以某矿山急倾斜薄矿体下向分层进路充填采矿法形成的充填假顶为工程实例,结合实际建立标准化三维模型,采用有限差分法分析软件进行数值模拟计算。结果表明：回采水平越深采场主应力越大,其中充填通风小井靠近上盘的井壁处受拉应力较为明显,在矿房边界外5～10 m范围内存在一定的压应力集中现象;顶板最大位移并不位于几何中心,越靠近上下盘边界位移变形量越大;吊筋所在位置顶板暴露前后受力状态由受压转变为受拉,底筋受力状态并不单一受拉,呈拉压交错复杂状态。     

戈塘金矿房柱法开采围岩稳定性分析

戈塘金矿矿体厚度变化较大,地质条件复杂。为科学设计井下采场参数,分析采空区顶板的破坏机理及矿柱的承载机理,指导矿山安全生产,以戈塘金矿为研究对象,设计了采场参数,分析了采场围岩稳定性。通过理论计算,采用房柱法开采时,推荐矿柱尺寸为3 m×3 m,矿房跨度不超过10 m;利用有限元软件Phase2对留设不同宽高比的矿柱时采场围岩的稳定性进行了数值模拟分析。结果显示:矿柱内部出现应力集中,采空区顶底板、岩帮为应力降低区域;随着矿柱宽高比的增大,采空区边界附近的应力水平和位移降低,矿柱内应力集中得到缓解,变形量降低。综合分析认为,矿柱宽高比对采场围岩稳定性有一定影响,保持矿柱宽高比约为0.500,可以较好地维持采场稳定。