露天转地下开采露天边坡稳定性数值模拟分析及研究

某金属矿山原采用露天开采,随着露天开采资源的逐渐枯竭,现转为地下开采,考虑到地下开采对露天边坡的稳定性必然存在一定的影响。设计在露采最终边坡一侧保留50 m宽度的保安矿柱,以保证露天最终边坡的稳定性。采用数值计算与强度折减相结合的方法,选取具有代表性的3条剖面线,建立边坡计算模型,对边坡原始状态、空场法开采和充填法开采后3种不同工况下的露天边坡模型进行稳定性计算并确定相应工况下边坡的稳定性。最终得出当采用强度不小于1 MPa充填体进行充填法开采计算时,3个典型边坡的安全系数均大于1.15,处于稳定状态。

大孤山铁矿露天转地下开采边坡稳定性研究

以大孤山铁矿为研究对象,利用FLAC3D模拟软件从位移、应力和塑性区3个方面对露天转地下开采条件下的岩移范围进行了分析,计算了充填开采条件下的边坡安全系数。研究结果表明:采场顶板岩体位移较大,最大下沉量为39.46cm,底板出现隆起。随着充填开采的进行,位移范围延伸至边坡内部,并由坡脚逐渐向坡顶发展。最终边坡的安全系数为1.383,边坡较为稳定,最大岩移角为68°,岩移范围集中在以坡中、坡脚以及采场底部为端点的三角型区域。

露天转地下开采护顶矿柱尺寸优化研究

对于露天转地下的开采工程,护顶矿柱是矿山地下开采浅部转深部的关键衔接部分,护顶矿柱的厚度不仅关系着地下开采的安全性,同时也影响矿山的经济效益,其尺寸的合理性对工程稳定性及深部开采安全极其重要。某铁矿为大型深凹露天矿,露天开采结束后将转入地下开采,本文采用FLAC^(3D)软件,结合铁矿工程地质条件、开采工艺方案等建立三维数值模型,对不同厚度时护顶矿柱的稳定性进行模拟分析。结果表明,护顶矿柱的设置确实能够有效控制围岩变形和空区破坏,保证空区下矿体回采的安全进行,确定了最佳护顶矿柱厚度。对类似矿山资源回收及安全生产具有一定的参考和借鉴意义。

露天转地下开采矿山的安全风险特征与防范分析

露天转地下开采矿山是一种综合性、系统性、科学性的开采技术,结合了露天开采工艺和地下开采工艺的优势。矿山企业对经济建设做出巨大的贡献。在生产经营过程中,由于生产条件以及生产环境等因素的影响,具有较高的事故风险。矿产企业必须提高对安全管理的重视程度,优化安全管理工作。现阶段露天转地下开采矿山作为事故的高发区,要求对安全风险特征进行详细的分析,从而明确防范措施。

露天转地下开采中顶柱稳定性分析

结合唐钢石人沟铁矿的具体地质条件、采矿条件、岩体的结构特征及力学性质测试,首次借助MSC.PATRAN和MSC.NASTRAN三维数值分析软件对整个矿区进行建模分析,通过反复调整模型参数,分别根据提出的9种设计方案进行模拟分析对比,最后得出顶柱设置在-6 m水平(方案9)基本可以稳定.同时提出确保顶柱稳定的详细的采矿方案、措施、建议以及有效地防止矿体突冒控制技术措施,为其他矿山露天转地下开采中的顶柱尺寸留设提供可靠的分析方法和科学依据.

露天转地下开采岩体稳定性三维数值模拟

露天转地下开采围岩应力和工程尺度同时影响着地下工程和露天边坡的稳定性.通过三维数值模拟,揭示了露天边坡内地下开采采场周围和边坡的力学环境,探讨了围岩移动变形、应力分布和破坏机理,分析了边坡稳定性状况.研究表明,在扰动边坡下进行地下开采,坡脚处的局部弧形破坏区将进一步恶化,但不会影响边坡的整体稳定性.由于边坡的卸荷作用,导致采场上覆岩层成拱机制减弱,采空区覆岩存在整体垮冒的可能性.

露天转地下开采覆盖层厚度的影响因素分析

对于露天转地下开采的矿山,覆盖层合理厚度的确定一直是困扰矿山的难题。从覆盖层的功用入手,在分析覆盖层厚度影响因素的基础上,探讨了覆盖层厚度和采矿工艺及矿山防排水的关系,并推导得出了放矿椭球体和松动体高度的关系模型,还通过试验测得了散体矿岩所形成的覆盖层的渗漏系数,为露天转地下开采的矿山确定合理的覆盖层厚度提供理论指导。

深凹露天转地下开采错动界限的数值模拟研究

针对大冶铁矿深凹露天转地下开采的实际情况,考虑岩性、断层和破碎带的影响,建立了错动界限计算模型。利用极限平衡理论和FLAC软件对转地下开采前的边坡稳定性进行了研究,分别分析了不同开采水平,塌陷区回填与不回填两种条件下的应力变化、塑性区分布和位移变化规律,并以地表水平变形为标准来圈定不同开采水平的地表错动范围。结果表明,随着开挖深度的增加错动角逐渐提高,开挖至-120m水平时,不回填条件下,上盘平均错动角为60.9°,下盘平均错动角为63.1°,回填可使下盘错动角提高1°,上盘错动角提高0.3°左右。

大冶铁矿东露天转地下开采生产规模优化研究

合理确定产量规模是露天转入地下开采的关键技术难题之一。综合考虑技术、经济和社会等因素对大冶铁矿生产规模的影响 ,采用模糊综合评判的理论与方法进行选优 ,并运用灰色系统理论进行验证 ,得到露天转地下后地下生产的最佳生产规模 。

龙首矿露天转地下开采对边坡岩体稳定性的影响

针对甘肃金川龙首矿露天转地下开采条件下的边坡岩体变形、破坏和稳定性问题,在矿区大范围内建立了地表岩移GPS监测网络。持续5.5 a的监测结果表明:地下开采已经引起地表大范围的岩体移动和变形。矿体上盘地表监测点累积最大水平位移量达853.1 mm,最大三维位移量达951.7 mm;矿体下盘地表监测点累积最大水平位移量达763.5 mm,累积最大三维位移量达952.1 mm。同时受深凹露天边坡的挤压和地下开采双重影响,坑底隆起区地表监测点累积最大隆起量达458.1 mm。在此基础上,通过相应的三维数值模拟,研究了露天边坡地下开采采场围岩和边坡的力学环境,探讨了围岩移动变形、应力场分布和破坏机理。综合已有的现场监测结果和实际勘察情况,认为目前露天边坡整体稳定状况相对良好。

露天转地下开采方案优化及边坡稳定性分析

以孟家堡铁矿露天转地下开采的实际情况为工程背景,利用强度折减法和FLAC3D数值模拟方法,以塑性区贯通、计算不收敛及位移突变为失稳判据计算边坡安全系数,确定潜在滑移面,分析静态及开采扰动下的边坡稳定性;根据随采深下降的边坡破坏规律,对开采方案进行优化.分析结果表明,无开采扰动下边坡安全系数为1.94,满足稳定性要求;不留境界矿柱的无底柱分段崩落法地下回采过程中,覆盖层厚度要达到25 m,其起到吸收并转移应力和减缓边坡能量耗散速度的作用.

露天转地下开采对上覆构筑物安全影响分析

为在最大限度科学回收地下资源的前提下,保证地表构筑物安全,以国内某大型矿山为工程背景,采用空区监测系统(CMS)结合DIMINE/FLAC3D建模技术,构建露天转地下开采对地表构筑物影响分析三维可视化计算模型。通过数值计算与现场调查相结合的方法,对比分析露天转地下开采影响范围内的地表构筑物水平位移、倾斜、曲率、沉降。结果表明:数值计算获得的应力场和位移场结果,与矿山实测结果基本吻合。该矿山开采1 650 m阶段后监测点最大倾斜指标为9 mm/m,接近允许值上限,因此,其最大合理开采深度为1 650 m阶段。

紫木凼金矿露天转地下开采边坡稳定性数值模拟研究

露天转地下开采过程中以露天采坑作为尾矿库使用,最主要的技术问题是保证边坡的长期稳定。针对紫木凼金矿露天转地下房柱采矿法开采特点和难点,采用FLAC-3D分析软件,对不同回采顺序对边坡稳定性的影响进行三维数值模拟分析,研究采场顶底板和坡面围岩的变形、塑性区和应力分布特征及规律。该研究不仅揭示了露天转地下开采过程中边坡复杂应力场变化规律,弥补了现场实测中存在的不足,而且对采场地压控制也具有一定的指导意义。

深凹露天转地下开采地压宏观调查及巷道变形规律分析

以大冶铁矿东采车间深凹露天转地下开采为工程背景,考虑到采场地压显现的特殊性和巷道变形规律的复杂性,分别采用现场宏观调查、围岩松动圈测试、多点位移计监测和采动应力监测等手段,对露天转地下开采过程中采场地压显现的宏观特征和采准巷道变形规律开展了较为系统的研究,取得的主要结论对确定采准巷道喷锚网支护参数和优化回采顺序具有重要指导意义,对类似矿山具有参考价值。

露天转地下开采对边坡稳定性的影响研究

针对矿体从露天转地下的开采,结合工程实例和数值模拟的方法,提出了采用无底柱分段崩落法,分析了随着开采矿房深度的增加,上部边坡的受力及位移情况,并且分析了采空区充填对边坡稳定性的影响,得出合理的开采方案。

露天转地下开采的平稳过渡方案与技术措施

从时间和空间的相关性方面,将露天转地下开采的过渡方案划分为留境界矿柱过渡方案、境界内全区过渡方案和境界内分区过渡方案三种,简要阐述了各方案的优缺点。以孟家铁矿工程为例,提出了该矿露天转地下开采的平稳过渡方案,并从露天开采的生产布局、地下工程设计与建设等方面,探讨了实现该矿露天转地下开采平稳过渡的技术措施,以期对我国即将实施露天转地下开采的矿山有所指导。

缓倾斜薄至中厚磷矿体露天转地下开采技术研究进展

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿2号与6号坑口、尖山磷矿、昆阳磷矿4采区深部矿体为工程背景,针对缓倾斜含软夹层薄至中厚矿体露天转地下开采这一技术难题,通过采矿工艺创新、技术革新与完善,研究适合于此类矿体开采技术条件的新工艺和新技术。相关的研究成果对我国大量类似赋存条件的磷矿资源的开采具有重要的指导意义。

露天转地下开采边坡滑动面标定的新思路

结合露天转地下开采边坡的工程特点、现有的高陡岩质边坡的微震监测结果及滑坡实例的分析,指出:对露天转地下开采边坡稳定性的研究,如果只进行单一的数值计算分析,其模型及参数的可靠性和适用性缺乏实际物理反馈信息的验证;如果只进行单一的损伤定位的微震监测,则对于损伤形成机理分析缺乏理论依据且无法给出边坡的实时安全系数。认为建立以微震物理信息为基础、以微震源能量-岩体损伤表征关系为纽带、微震监测-数值分析相结合的滑动面时空基准标定方法,是开展露天转地下开采边坡稳定性研究的可尝试新思路。

南芬铁矿露天转地下开采边坡稳定性数值模拟

根据南芬铁矿露天转地下开采的工程设计,建立了露天边坡剖面模型,将地下开采对边坡稳定性的影响运用FLAC软件进行数值模拟分析,得出地下开采过程中露天边坡的位移场和应力场以及可能失稳的部位。根据分析研究的结果对矿山的生产提出了一些建议,以期对矿山的安全生产起一定的指导作用。

露天转地下开采充填体变形参数对边坡稳定性影响研究

以舞阳铁矿铁古坑采区露天转地下首中段开采为例,运用力学理论分析充填体变形参数对露天边坡稳定性的影响,并根据该矿充填体变形参数取值范围设计相应的数值模拟方案,采用有限元局部强度折减法计算各方案下边坡安全系数,分析充填体变形参数与露天边坡稳定性的关系,结果表明,随着充填体弹性模量或泊松比提高,露天边坡稳定性安全系数逐渐增大,充填体的弹性模量与泊松比取值共同影响露天边坡稳定性;确定了满足露天转地下开采边坡稳定的充填体变形参数范围,并确定灰砂比1∶8及以上配比的充填体可满足矿山安全生产的要求。工程中可以采用弹性模量与泊松比较高的充填体进行充填,降低地下开采对边坡稳定性影响,保障矿山露天转地下的安全生产。