基于GTS－FLAC3D的采场结构参数优化分析

为确保某铁矿分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法的安全生产,采用FLAC3D对采场结构参数进行模拟分析研究,共设计9种采场模型,根据开挖后采场顶板及围岩应力重新分布、塑性区变化规律确定盘区矿柱尺寸及采场宽度的合理范围。研究结果表明:采场稳定性的主要影响参数为采场宽度,盘区矿柱的大小主要影响盘区开采整体稳定性;采场宽度和盘区矿柱宽度均应保证15 m以上。研究结论可为矿山开采设计中采场结构参数的设计提供参考。     

崩落法转充填法采场隔离矿柱合理厚度研究

对于由崩落法开采向充填法开采转变的矿山,受崩落法开采的采动影响,其工程地质条件会变得相对复杂,围岩完整性及其稳定性相对较差,开采技术条件相对复杂。为确保矿山下步生产作业的安全,必须要在崩落法采场与充填法采场之间留设隔离矿柱。本文结合矿山实际工程地质条件,创新地采用了以考虑采空区顶板垮塌冲击动载荷的弹性小薄板理论为代表的多种理论分析方法确定了崩落法转充填法采场之间水平隔离矿柱的尺寸,采用结合矿山围岩移动参数和Bieniawski矿柱强度理论的方式计算了崩落法转充填法采场之间隔离间柱的尺寸,与此同时,采用Phase2二维数值模拟的方式对隔离间柱的尺寸合理性进行了验证,最终实现了矿山崩落法转充填法的顺利转型,在保证矿山下步安全回采的基础上,提高了矿石回收率,为矿山创造了一定的经济效益。     

BP神经网络预测外加剂对充填体强度的影响

外加剂对充填体强度影响复杂,具有非线性特性,用数理统计的方法建立充填体强度与外加剂之间的关系模型很困难。因此,首先开展了全尾砂充填体强度与外加剂掺量的正交试验;然后采用BP神经网络进行试验样本的学习训练,建立充填体强度与外加剂种类及掺量之间的关系模型。结果表明,采用BP神经网络建立的预测模型,不仅对学习样本的预测精度高,更重要的是对测试样本的预测精度同样高,预测的最大误差仅为4.16%。实践证明,BP神经网络预测模型可以提高实验工作效率,节省人力、物力,为充填体添加外加剂的研究提供了一条有应用前景的理论设计途径。     

地下矿山开采岩层移动范围耦合分析

矿山开采会形成采空区,打破原岩应力平衡,顶板围岩不可避免地产生变形、破坏、沉降甚至坍塌.为了保障矿山的安全生产,最大程度降低沉降开裂可能会产生的安全影响,采用理论计算和三维数值模拟相结合的方法,对矿山地表岩移范围进行了耦合分析,确定较大的影响范围为地表防护区域,并提出相应的对策措施.该研究成果可为类似条件的矿山圈定地表岩移范围提供参考.     

充填站下覆矿体开采地表移动规律研究

地下开采引发的地表移动是影响地表稳定的重要因素。为确保山东某大型地下铁矿山开采过程中地表充填站的安全,设计了充填站位置下方4种不同尺寸的保安矿柱方案。结合《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》,采用三维建模软件及有限差分法软件联合模拟计算,优化分析研究的结果表明,40 m×75 m保安矿柱对充填站安全稳定性影响最大,危险性较高,建议合理的充填站保安矿柱尺寸不小于50 m×85 m,从而既保障矿山生产安全,又提高矿山资源回采率和经济效益。     

基于N阶多项式回归方程的RMR分级方法优化

为解决RMR岩体质量分级方法单一评价因素在某一特定强度值或完整性指标附近评分结果会呈现阶梯状突变的问题。利用N阶多项式回归方程,对RMR岩体质量分级体系中单轴抗压强度、点载荷强度、钻孔RQD指标和节理间距与评分体系之间的关系进行了非线性连续拟合,在此基础上优化了原评价体系。结果表明：优化后的RMR岩体质量分级方法消除了原评价体系中的局部突变,使评价结果具有连续性、客观性和现场适用性,该方法已为多个矿山的岩体质量工作评价提供了更为科学、准确的技术支撑和依据。     

粉煤灰对矿渣胶结充填材料性能的影响

针对粉煤灰具有来源广、价格低廉和能改善砂浆施工性能的特点,研究了粉煤灰对矿渣胶结充填材料强度和流动性的影响。结果表明：在以石灰和脱硫石膏为激发剂制备的矿渣胶凝材料中,随着粉煤灰添加量的不断增大,充填体的抗压强度逐渐下降,每添加1%的粉煤灰,7 d强度平均降低1.82%,28 d强度平均降低1.61%;但是充填料的屈服应力和塑形黏度却在不断降低,说明粉煤灰的添加能够很好地改善充填料浆的流变性,实现砂浆高浓度自流输送。综合考虑强度和流变性的影响效果,粉煤灰的最优掺量范围为10%~20%。     

全尾砂新型充填胶结材料性能试验和改进

针对传统尾矿胶结材料存在用量大、成本高及性能差等问题,试验以水淬渣和其它几种激发剂为胶结剂,以司家营铁矿全尾砂为骨料,制备新型胶结充填材料。在前期大量实验总结的胶结材料配比基础上,加入几种不同类型的减水剂,研究加入减水剂之后的新型胶结材料强度与流变特性的变化。结果表明:加入减水剂的胶结材料与之前的胶结材料相比,强度提高,流变特性增强,可以使矿山二步回采的充填更加高效和安全。