祁雨沟金矿崩落法采场结构参数优化研究

祁雨沟金矿采用无底柱分段崩落法采矿,为进一步降低损失贫化,提高资源利用率,进行了实验室立体放矿试验。共完成了15组多参数立体放矿试验,包括进路口布置方式、不同出矿量、不同采场结构参数、不同放矿步距及以及不同矿种的放矿对比,得到各组合参数相应的回贫指标,根据指标情况确定最佳工艺参数组合。

基于三维激光扫描的采场稳定性分析

采空区失稳可能引发顶板冒落,围岩片帮,地表沉降等事故,因此准确获得采空区的形态,对其稳定性进行分析研究十分重要。三维激光扫描技术作为一种先进的测绘技术,效率和精度要远高于传统的钻探法和物探法。为了分析常村煤矿2101采空区的稳定性及其对邻近巷道围岩影响,本文使用ZEB-REVO便携式三维激光扫描仪精确获得了采空区的三维形态,通过FLAC3D数值软件对其位移、应力和塑性区进行分析。结果表明:三维几何模型与实际基本吻合;在巷道、采场开挖后顶板没有出现大规模的冒落,采场整体稳定。

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。

基于量纲分析的缓倾斜空区顶板稳定性的影响规律研究

缓倾斜薄-中厚矿床开采过程中,影响空区顶板稳定性的因素较多,多因素影响条件下的影响规律较为复杂且难以定量化。针对以上问题,以上横山矿为研究对象,根据单因素试验数值模拟结果确定了缓倾斜空区顶板拉应力最大值3max?和沉降量最大值maxZDISP的影响因素并分析了其影响特征,基于各影响因素的物理含义分别构建了3max?量纲模型和maxZDISP量纲模型;在此基础上,设计了缓倾斜空区顶板稳定性影响因素的数值模拟均匀试验,根据试验结果定义了顶板3max?和maxZDISP的无量纲函数关系式;选取了缓倾斜矿床空区顶板沉降的实例对maxZDISP无量纲函数关系式进行了验证,验证结果与实测值基本吻合,平均误差为9.68%,具有较好的应用价值。该成果可为缓倾斜矿床采矿参数的选取、空区顶板的管理等提供参考。

采场底板围岩应力壳力学特征及时空演化

针对采场底板围岩三维应力场特征及演化规律,以谢桥煤矿1232(1)综采工作面为研究对象,采用综合研究方法开展了系统研究。结果表明:煤层回采过程中,伴随着采场围岩三维应力场的不断调整,在采场底板围岩空间区域也存在高应力束,高应力束在三维空间形成了采场底板围岩应力壳,应力壳壳体内外岩体主应力均低于壳体中的主应力。应力壳内边界之上垂直应力和水平应力均显著降低,部分岩层内压应力转化为拉应力,壳体和应力壳外边界岩层垂直应力降低,水平应力仍然较大,存在水平应力集中现象,三维应力场作用的选择性是采场底板围岩应力壳形成的内在力学本质。采场底板围岩应力壳形态随着采场结构的变化而调整,具有典型的短边依赖效应,破裂区和最大位移区主要发育在应力壳壳体内边界之上的低应力区内。采场底板围岩应力壳是抵抗底板岩层卸压膨胀、进而发展到拉剪破坏的主要集中力系,采场底板围岩应力壳的失衡可能引起较大的动力现象。

无底柱崩落法采场结构的受力特征分析

以某铁矿无底柱崩落法的实际采场尺寸、力学参数、支护形式作为计算模型的条件 ,采用三维有限元方法 ,模拟了矿石回采前及回采进行时等各种情况 ,系统地分析了进路顶板、矿柱侧墙、以及联络道的应力分布。给出了采场结构的受力特征 ,提出了相应的支护措施 。

缓倾斜极薄矿脉采场结构参数和回采顺序优化研究

针对金山金矿缓倾斜极薄矿脉的开采技术条件，采矿方法选用全粒级废石胶结条柱连续分条采矿法。采用三维有限元数值模拟分析技术，优化选择采场回采顺序和结构参数，并进行了稳定性分析。

大红山铜矿地压活动数值模拟研究

矿山开采过程当中的地压活动是影响井巷工程布置、矿山安全开采及经济效益的重要因素。通过引入三维有限元数值模拟技术对大红山铜矿的回采过程地压活动规律进行了分析,研究结果表明:在矿体开采后,盘区上盘及盘区上盘与直接顶板的拐角处以及盘区下盘及盘区下盘与底板的拐角处出现了明显的应力集中现象,并且发现盘区顶板位移值较大,容易出现冒落、垮塌,而底板则有底臌的可能性;从安全率角度分析也得出了相同的结果。该分析结果与实际情况吻合,从而能够为矿山的安全、持续生产提供指导。

某缓倾斜铁矿采场结构参数与开采顺序优化研究

为了得到某铁矿采场结构参数和最优开采顺序,采用Bieniawski矿柱强度设计公式对采场结构参数进行了优化。利用数值模拟方法建立了3个不同开采顺序的分析模型,模拟了开采现状和下步开采过程。研究结果表明:设计的"棋盘"方式的矿房、矿柱布置形式,有利于地压控制、通风、矿柱回收和保护地面的建(构)筑物等;各盘区之间在盘区大矿柱的隔离作用下,相互之间的影响较小;最优的开采顺序为由北向南开采,其次为从中间到两边开采;根据矿柱强度设计公式和三维数值模拟分析综合确定了采场结构参数。研究结果可为相似矿山采场结构参数研究提供参考。

小官庄铁矿承压区两翼开采回采顺序的研究

本文以小官庄铁矿东区为工程背景，在详细分析了其地压环境、采准进度、各矿块完成采准的可能时间、回采展开条件以及对产量要求的满足程度等基础上，提出三种回采方案，并采用三维非线性有限元计算进行方案比较，最后提出最优方案并付诸工程实施。本项研究对采用无底柱分段崩落法回采的类似矿山具有一定的参考价值。

急倾斜厚矿体无间柱上向水平分层充填法采场结构参数的研究

无间柱连续采矿是一种高效的采矿方法,已成为地下矿山采矿技术发展的大趋势。以某铅锌矿山为例,采用能模拟开挖与充填的三维弹塑性有限元程序,对应用上向水平分层充填无间柱采矿法开采急倾斜厚矿体进行了数值模拟研究,分析了不同的分层高度和超前回采分层数,以及不同的暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数,为上向水平分层充填无间柱采矿法在矿山的应用和推广提供一定的依据。

无底柱分段崩落采矿法采场结构参数研究

以兰尖铁矿尖山矿区无底柱分段崩落采矿法为工程背景,为降低矿石损失贫化,采用室内试验优化采场结构参数。通过立体放矿模型,采用室内相似模拟试验研究端部边界条件下散体流动规律,并利用达孔量法测定放出体形态。根据试验结果,结合达孔量曲线,得出了矿石散体的流动参数为:α=1.833;β=0.188;α1=1.512;β1=0.224。结合放出体形态和测得的流动参数确定尖山矿区进路间距为17 m,崩矿步距为4 m。

基于3D-σ有限元法的采场结构参数优化

某地下矿山由于采用固定的采场结构参数,导致开采过程中采场结构不能适应开采应力环境的变化,采场顶板及围岩垮冒现象时有发生,给井下生产带来了严重的安全隐患。根据矿山的矿体赋存特征和开采技术条件,采用3D-σ有限元分析软件对矿山可能采用的四种采场结构参数方案,在不同埋藏深度时的稳定性进行了数值模拟研究,获得了不同埋藏深度时的最佳采场结构参数,为矿山的采场结构设计提供了理论支撑。

Pre-reinforcement grout in fractured rock masses and numerical simulation for optimizing shrinkage stoping configuration

Proper room and pillar sizes are both critical factors for safe mining and high ore recovery rate in shrinkage stoping mining of underground metal mines. The rock masses of Tangdan copper mine of China are fractured, which needs much reinforcement and support prior to mining. Cement-sodium silicate grout technology was selected, then its related parameters such as grout pressure, diffusion radius and time were calculated and proposed. In order to test the effect of the pressured grout in the fractured No.4 ore block, field experiments were conducted. To optimize stoping configuration, three-dimensional numerical simulation with ANSYS and FLAC 3 D softwares was proposed. The results show that the drilling porosity and mechanical properties of the rock masses are increased obviously. After grout, ore recovery rate is increased by 10.2 % employing the newly designed stoping configuration compared with the previous. Last, analyzed from the surface movements, roof subsidence and the maximum principal stress of the pillars, the mining safety is probable of being ensured.

锡铁山铅锌矿采空区治理方案优选

锡铁山铅锌矿存在采空区数量多、规模大、空间关系复杂的问题。为了安全开采深部矿体,采用3DMine软件建立铅锌矿采空区立体可视化模型,掌握采空区的三维形态,统计出采空区体积总量超过900万m³。对采空区进行现场调查与分析,从安全、成本、治理周期等方面对不同的治理方案进行比选。结果得出,该铅锌矿采空区治理适合封闭隔离和崩落围岩形成缓冲垫层的方案。

河北西石门铁矿采空区地表沉降监测分析与评价

针对矿区采空区地表沉降数据测量频次高、数据多的特点,利用Surfer软件对西石门铁矿马河沉陷区地表沉降监测数据进行处理、计算,以分析不同时期西石门铁矿马河河床地下采矿对马河河床影响的情况。并根据Surfer绘制的等值线图分析马河沉陷区的沉陷趋势。

基于电磁波CT三维技术探测工作面异常构造

为了在工作面回采之前探明异常构造的类型以及影响范围,消除异常构造给工作面回采造成的影响,利用电磁波CT三维成像技术,并通过数值模型以及平顶山天安煤业有限公司11140回采工作面的应用,证明该方法直观、安全、有效,可以用来指导煤矿工作面的安全回采。

露天边坡富矿开采采场结构参数优化分析

会东铅锌矿在露天开采的同时，对西南部边坡内富矿段用上向分层胶结充填采矿法进行开采。为有效地开采该富矿段，控制这种开采对边坡稳定性的不利影响。对开采过程用三维有限元进行了分析，并根据分析结果用正交极差方法研究了采场结构参数和稳定性评价指标，提出了合理的采场结构参数和充填体强度要求，指明了应加固的部位。

复杂露天铜矿床三维可视化开采工艺优化技术研究

为实现复杂露天铜矿床的高效精细化开采,探索以三维激光扫描技术为主要支撑的三维可视化开采工艺优化技术,实现露天矿采场现状模型更新、采剥量验收、爆堆统计分析以及边坡稳定性监测等数字化采矿辅助功能,为精细化、智能化采矿提供高效技术支撑。

基于MIDAS-GTS充填采矿法采场结构参数优化研究

采用MIDAS-GTS有限元软件,以某矿山为背景,建立三维数值模型,对不同采场结构参数进行了模拟,并对模拟结果进行详细分析,最终确定上向水平分层充填法采用矿柱跨度10m、矿房跨度15m的结构参数。