缓倾斜矿体开采间柱及底部结构可靠性二维数值模拟

为了探明缓倾斜矿体开采时开采扰动对间柱及底部结构可靠性的影响,采用FLAC2D软件建立了充填体及矿岩力学模型,根据莫尔-库仑屈服准则,进行了采矿动力学二维数值模拟。结果表明,采动过程中最大主应力集中在间柱上,应力值高达30~40 MPa;矿石放出时间柱与顶板交接处及底部结构都出现破坏性的拉应力区;开采后间柱塑性区较小,但底部结构的桃形矿柱及电耙道周围出现不同程度的塑性区;当两侧采场开采结束时,中央采场最大顶板位移为50mm。提出了精确测量、微差爆破等手段提高间柱稳定性,采用锚杆＋喷射混凝土的支护方式、光面爆破等方法来提高底部结构的稳定性。

缓倾斜极厚矿体高阶段采场开采顺序优化

为了平衡缓倾斜极厚矿体高阶段采场的产能与安全,以某铁矿阶段空场嗣后充填采矿法为背景,进行开采顺序优化研究。首先,基于间柱承压理论,得出间柱宽度合理值为14.2~47.2 m。根据采场结构参数,设计间柱宽度分别为15 m、30 m、45 m,即隔一采一、隔二采一、隔三采一,并采用FLAC^(3D)建立矿体模型,对比分析各方案顶板沉降以及间柱稳定性。最后,在数值模拟基础上,综合考虑安全与产能的影响因素,构建基于层次分析与模糊综合评判法的开采顺序判断矩阵,计算得出3种方案的综合隶属度分别为0.86、0.79、0.80,确定间柱宽度15 m(隔一采一)为最优方案。工业试验结果表明,该方案在实现最大化生产能力的同时,可保持采场相对稳定。