地下采场结构参数数值模拟研究

阐述了地下采场顶板破坏的机理和防治方法,根据顶板岩层的破坏条件,利用数值分析方法对铅硐山矿地下开采的矿岩稳定性进行了研究,并对地下采场结构尺寸进行了调整,有效地解决了顶板冒落,保证了地下矿产资源安全高效地回采。

康家湾矿深部难采矿体采场稳定性及结构参数优化研究

采用大型有限元分析软件——ANSYS对康家湾矿深部难采矿体典型采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析,对9种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析,根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素确定了采场最优结构参数,并对当前采矿方案提出修正和调整建议,以便更清楚地掌握深部地压变化规律,有效地进行地压管理,实现深部破碎带矿体及顶板不稳固矿体的安全高效开采.

大厂铜坑矿细脉带采场尺寸的优化研究

本文根据大厂铜坑矿细脉带的工程地质条件 ,利用有限元分析了近百个不同采场尺寸情况下围岩和矿柱内的应力和位移的分布 ,根据各种不同的采场应力、位移的分布情况 ,提出相应的采场优化尺寸 。

采场稳定性研究及采场结构尺寸优化

利用数值分析方法对铜录山矿露天转地下开采时的矿岩稳定性进行了研究 ,并对地下采场结构尺寸进行了优化 。

缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术

分析了缓倾斜中厚矿体开采过程中,在地压控制和采场矿石运搬方面存在的困难,从充分发挥无轨设备的工作效率和回采作业的安全角度出发,提出“大盘区、小分段”的设计理念;通过数值模拟,分析了采空区顶板形状对采场稳定性的影响,强调了优化采空区顶板形状对控制采空区顶板稳定的重要性。试验结果表明在大红山矿区的岩层条件和原岩应力作用下,采空区的跨度不应大于20m。工业试验结果证明,以上述理论为基础提出的小分段空场开采嗣后尾砂与废石混合充填采矿工艺充分发挥了无轨采掘设备的效率,保证了采场顶板的稳定,改善了作业人员的工作条件,与传统的采矿工艺相比,生产效率提高了3倍以上。

基于PFC的无底柱分段崩落法崩矿步距优化

近年来,无底柱分段崩落法在地下铁矿山的开采中大量应用,采场结构参数不断增大,为了符合散体流动规律,提高回采指标,崩矿步距的优化尤其重要。本文结合梅山铁矿无底柱分段崩落法生产实践,采用PFC3D软件建立了放矿模型,并编制了相应的FISH程序,来控制矿岩颗粒的流动。对初步设计的6组崩矿步距方案进行模拟,得出在18m×20m采场结构参数条件下,最优的崩矿步距为2.2m。经过现场工业试验验证,2.2m崩矿步距下回采率和贫化率指标提升效果显著。

层状矿床采场应力分析及设计建议

从不连续位移的基本解出发 ,推导了三维不连续位移边界单元法的公式 ,并编制计算机程序 ,分析了单个层状矿床采场的应力、位移分布 ,就采场结构尺寸设计提出了建议。

北洺河铁矿无底柱分段崩落法采场尺寸优化研究

提出了厚矿体无底柱分段崩落法采场尺寸优化的原则,并对主要影响因素进行了定量分析,建立了采场尺寸与铲运机出矿参数、出矿能力、单位矿量采切费用摊销额的数学关系,提出了厚矿体无底柱分段崩落法采场尺寸的优化方法,并计算了北洺河铁矿合理的采场尺寸。

挤压爆破在原地爆破浸出中的作用

论述了深孔挤压爆破筑堆工艺中的爆破作用机理,并通过常规爆破矿石的室内高柱浸出和挤压爆破的原地爆破浸出矿石块度分布、各粒级品位、各粒级浸出率的对比分析,从理论到实践上分析了深孔挤压爆破在原地爆破浸出中作用。

基于能量理论的深埋矿山矿柱尺寸设计方法

随着资源开发步入深部开采阶段,深埋矿山开采过程中的动力灾害问题日益突出,传统静力稳定分析方法在应对这些问题时表现出一定的局限性,研究适用于深部矿山的矿柱尺寸设计方法意义重大。本文基于面积承载理论和金属矿山矿柱强度估算方法,以一种动态的视角,从功能转换角度探讨了瞬间回采方式下的矿柱应变能积聚和转化特征,对地下矿体阶段性分层回采这一过程进行简化,提出一种基于可释放能理论的适应不同分层钻爆开挖方式下的矿柱尺寸参数设计方法;依托某工程实例,应用能量法,并与传统强度理论方法进行比较分析,据此建议5组矿柱尺寸参数方案;利用有限差分软件(FLAC3D)对此5种参数方案优化,最终确定了合理的矿柱尺寸设计值。结果表明:矿柱体受动态开挖作用将产生动力响应,诱发产生的动应力和动态变形可达静力分析时的两倍,同时伴随大量能量的积聚;与传统强度计算理论相比,应用能量法可有效地避免快速回采情况下矿柱动力失稳的可能,设计得到的矿柱尺寸参数更偏保守,随着开挖分层数的增多,能量法逐渐趋于和强度静力法等价。经数值模拟优化比选,最终建议该工程矿体分3层回采,矿柱合理宽度为22 m,高度为70 m,基本上可以满足回采过程中安全稳定和经济效益的需求,与工程实际契合较好。

某矿山点柱式上向水平分层充填法点柱参数研究

在点柱式上向水平分层充填法中留设点柱的尺寸与间距对矿山的生产有着很大的影响,若留设点柱的尺寸过小或间距过大,会导致对顶板的支撑作用不足,从而影响开采的安全性;若留设点柱的尺寸过大或间距过小,则会导致采矿损失率变大。以某矿山为工程背景,运用工程类比法以及理论计算法,对该矿山点柱式上向水平分层充填法的点柱留设参数进行研究,并开展工业试验,最终确定点柱尺寸为4 m×5 m,点柱间距为16 m×12 m,在该矿山的应用基本可行。

采场结构参数优化与验证

合理设置采场结构参数是矿山企业需解决的技术难题。以大新锰矿西北采区+340 m中段的采矿工程为背景,采用Mathew图法验核现有采场设计参数的合理性,优化了采场结构参数。研究结果为:1矿山矿柱尺寸选取合理,能够保证开采安全;2矿块斜长为60 m时,Ⅰ矿与Ⅱ、Ⅲ矿的矿房沿走向的极限宽度理论计算值分别为13.5,10.8 m;建议在今后采矿设计中矿房宽度取9 m;3合理布置西北采区Ⅱ、Ⅲ矿矿柱与Ⅰ矿矿房采空区位置,使之达到上下对应,减少矿柱不合理布置带来的安全隐患。

基于非形状及尺度的露天采场性能评价

采场性能是通过最大开采量和最小贫化率确定的.目前的评价方法得到的结果是基于尺度的,无法比较不同尺度采场性能,而且不能考虑超欠采体的形状特征.针对上述问题本文构建了一组与尺度无关的评价指标.研究已有的评价指标,对一些基本形状进行特征分析.提出用圆度(C)表示超欠采面的规则程度;用延度(E)表示超欠采面的分散性及覆盖性;用半球度(H)表示超欠采体的等效深度;用相对体积(Rv)总体评价采场性能.确定了这四个无量纲指标值的范围和各指标的划分语义及其数值范围.构建的评价指标体系做到了评价方法、评价指标和评价标准的统一,这样就实现了不同尺度采场性能的比较.通过对4个构造的采场进行评价,得到了四个指标的评价值和语义,最后确定了各自的潜在失效方式.结果表明该方法简单易行,结果符合实际情况.

崩落法采动地压环境下采场进路断面形状及尺寸动态优选

龙首矿西二采区无底柱分段崩落采矿法采场仅可布置4个回采分段,由于各分段采动地压及采矿需求各不相同,回采进路采用单一的断面形状和尺寸很难满足实际采矿需求。为了实现各分段矿石的安全高效回采,采用数值模拟方法对无底柱分段崩落法开采过程的采动地压演化规律进行了研究。结果表明,随着崩落法采场逐分段开采,采场地压呈现出水平压力增加、竖向压力减小的规律。继而根据采动地压变化规律,对采场中4个分段的进路断面形状及尺寸进行了研究,得出结论为首采分段和最末分段推荐采用高×宽为4.2 m×4.4 m的直墙半圆拱进路,第二和第三分段推荐采用高×宽为3.8 m×4.4 m的直墙三心拱进路。最终,将研究结果用于现场生产实践,在确保采场稳定性的同时,使分段矿石回采率达到了103%,贫化率仅为8.5%,采场月产能达到8万t。

眼前山铁矿中深孔爆破结构参数研究

眼前山铁矿采用无底柱分段崩落法开采,生产实践中发现,结构参数直接影响爆破矿石块度和穿孔爆破成本,为了优化爆破效果、降低生产成本,在眼前山铁矿布置试验采场,以崩矿步距和孔底距为试验参数,采用控制变量法,研究不同结构参数组合对矿石爆破效果和生产成本的影响。结果表明:结构参数1.6m×2m(崩矿步距×孔底距),爆破过于破碎;2m×3m结构,大块率过高,影响运输;2m×2.5m和1.8m×2.5m的爆破效果较好,便于运输,综合爆破效果和开采成本,2m×2.5m结构参数效果最好。