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冻融循环下地下开采对既有边坡稳定性影响数值分析

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金属矿山 2024年第4期 221-227页

作者：高振宇苗浩东常远辽宁科技大学土木工程学院辽宁鞍山114051

为研究不同地下开采工况下既有冻融边坡的稳定性,本文利用3DEC对不同冻融次数下既有边坡的采动稳定性进行了数值模拟,从位移、应力、塑性区、安全系数和能量等方面分析了不同地下开采速度和冻融次数对边坡的影响。结果表明:冻融次数的... 详细信息

为研究不同地下开采工况下既有冻融边坡的稳定性,本文利用3DEC对不同冻融次数下既有边坡的采动稳定性进行了数值模拟,从位移、应力、塑性区、安全系数和能量等方面分析了不同地下开采速度和冻融次数对边坡的影响。结果表明:冻融次数的增加会导致坡面位移及应力增大;空区顶板垂直应力以煤柱为中心呈现对称式分布,当开采速度由30 m/步变为50 m/步时(开采200 m),顶板最大垂直应力从10 MPa增大到30 MPa。冻融边坡表面的张拉破坏范围会随着冻融次数的增加而逐渐增大,边坡安全系数随冻融次数增加而减小,在冻融20次后存在失稳风险。冻融边坡的重力势能与耗散能受冻融次数影响较小,且当冻融次数相同时对开采速度变化不敏感;而冻融边坡释放的动能随冻融次数增多而增大,且当冻融次数增多时,不同开采速度下释放的动能差距增大。

关键词：冻融循环地下开采开采速度既有边坡能量演化

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地下开采对上覆围岩稳定性的数值模拟研究

采矿技术 2023年第6期23卷 22-27页

作者：吴鹏紫金(厦门)工程设计有限公司长沙分公司湖南长沙410000

为分析某铜矿地下开采过程中采场的稳定性以及开采活动对地表河床及上部覆岩的影响,利用FLAC3D有限差分软件建立矿床开采的三维数值模型,对3种计算剖面下各赋存条件矿体采用的不同采矿方法进行模拟,得出了采空区附近围岩应力变化规律并... 详细信息

为分析某铜矿地下开采过程中采场的稳定性以及开采活动对地表河床及上部覆岩的影响,利用FLAC3D有限差分软件建立矿床开采的三维数值模型,对3种计算剖面下各赋存条件矿体采用的不同采矿方法进行模拟,得出了采空区附近围岩应力变化规律并进行综合对比分析。研究结果表明:在留设足够宽的安全间隔矿柱条件下,现有采空区无论位于拟采矿体的上部、中部、下部,与地下采矿活动的相互扰动均较小,仅4#勘探线矿体回采存在小范围相互影响,建议增大安全间隔矿柱尺寸。

关键词：数值模拟地下开采 FLAC3D 围岩应力稳定性分析

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

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矿冶工程 2022年第3期42卷 14-17页

作者：姜安民董彦辰江学良熊奇伟王飞飞湖南城建职业技术学院湖南湘潭411100 中南林业科技大学土木工程学院湖南长沙410004 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 长沙矿山研究院有限责任公司金属矿山安全技术国家重点实验室湖南长沙410012

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景,采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程,并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明:(1)空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主,其他部位岩层主... 详细信息

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景,采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程,并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明:(1)空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主,其他部位岩层主要以剪切破坏为主,西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。(2)东部矿体采用充填法开采,一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。(3)开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。(4)模拟矿体开采过程,可将产生的塑性区划分为3个阶段,有2个突变点:第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。

关键词：露天转地下地下开采露天边坡边坡垮塌数值模拟围岩稳定性

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地下开采矿山深部开采存在的问题及解决措施

内蒙古煤炭经济 2023年第9期 84-86页

作者：罗倬江西省赣华安全科技有限公司江西南昌330001

矿产资源对社会经济发展作用重大,矿产资源开采复杂性较高,要应用多样化技术及手段。开采过程中存在一定危险,要将重点放在安全开采上。井工开采作为矿业开采重要方式,开采过程具有专业性高、环境复杂的特点,如何实现矿山深部高效开采... 详细信息

矿产资源对社会经济发展作用重大,矿产资源开采复杂性较高,要应用多样化技术及手段。开采过程中存在一定危险,要将重点放在安全开采上。井工开采作为矿业开采重要方式,开采过程具有专业性高、环境复杂的特点,如何实现矿山深部高效开采成为重点研究问题。本文以矿山深部开采概述为切入点,分析矿山深部开采工作时要遵循的原则,明确分析开采过程中存在的问题,提出切实可行的开采策略。

关键词：地下开采深部开采原则问题策略

地下开采引起围岩间断面变形特征的软材料小模型研究

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地质力学学报 2018年第5期24卷 670-675页

作者：卢蓉马凤山郭捷郭慧高寇永渊中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球科学学院北京100049 金川集团股份有限公司甘肃金昌737100

为了研究地下开采引起围岩变形和断层活化现象,文章采用一种软材料的小模型进行地下开采间断面变形的模拟。模型中通过模拟一个矩形地下采区上方围岩的变形来研究一个水平间断面发生活化后的弯曲现象。模拟结果表明,间断面上的剪切位移... 详细信息

为了研究地下开采引起围岩变形和断层活化现象,文章采用一种软材料的小模型进行地下开采间断面变形的模拟。模型中通过模拟一个矩形地下采区上方围岩的变形来研究一个水平间断面发生活化后的弯曲现象。模拟结果表明,间断面上的剪切位移分布具有"双峰"的特征或规律。这种分布特征或规律,得到了数值模拟结果的验证。同时,也证明了该方法的有效性。该方法最大的优点是,可以用小尺寸模型有效模拟在自重体积力作用下开挖引起的围岩变形现象,具有实验装置简单、实验用时短、操作方便、实验成本低等诸多优点,是一种值得推广的物理模拟方法。

关键词：小模型结构面双峰曲线自重应力地下开采变形模拟

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地下开采对上覆围岩稳定性的数值模拟研究

湖南有色金属 2023年第3期39卷 8-10页

作者：吴鹏紫金(厦门)工程设计有限公司长沙分公司湖南长沙410000

为分析某铜矿地下开采过程中采场的稳定性以及开采活动对地表河床及上部覆岩的影响,利用FLAC3D有限差分软件建立矿床开采的三维数值模型,对3种计算剖面下各赋存条件矿体采用的不同采矿方法进行模拟,得到了采空区附近围岩应力变化规律并... 详细信息

为分析某铜矿地下开采过程中采场的稳定性以及开采活动对地表河床及上部覆岩的影响,利用FLAC3D有限差分软件建立矿床开采的三维数值模型,对3种计算剖面下各赋存条件矿体采用的不同采矿方法进行模拟,得到了采空区附近围岩应力变化规律并进行综合对比分析。研究结果表明:在留设足够宽度安全间隔矿柱条件下,现有采空区无论位于拟采矿体的上部、中部、下部,与地下采矿活动的相互扰动均较小,仅4#勘探线矿体回采存在小范围相互影响,建议增大安全间隔矿柱尺寸。

关键词：地下开采 FLAC^(3D) 围岩应力稳定性分析

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地下开采影响下的地表建筑稳定性分析

矿业研究与开发 2017年第5期37卷 60-63页

作者：邹平冯娟李爱兵孟中华刘正宇长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410012 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 昆明有色冶金设计研究院股份公司云南昆明650051

地下开采必然引起上覆岩体及地表的破坏,进而影响到地表建筑物的稳定性状态。采用经验公式对某矿留存矿柱的安全系数及地表不稳定边界进行了计算,并采用数值方法获取了采空区及地表岩体的应力、应变值,计算了地下开采影响下的地面建筑... 详细信息

地下开采必然引起上覆岩体及地表的破坏,进而影响到地表建筑物的稳定性状态。采用经验公式对某矿留存矿柱的安全系数及地表不稳定边界进行了计算,并采用数值方法获取了采空区及地表岩体的应力、应变值,计算了地下开采影响下的地面建筑的倾斜和曲率值。计算结果表明:该矿采空区及地表建筑物目前处于稳定状态。最后根据分析结果,推荐了该矿地下开采的采场结构参数,供矿山生产参考。

关键词：地下开采地表建筑稳定性边界

地下开采作用下“反倾上硬下软”型斜坡崩塌形成机制研究——以贵州开阳磷矿崩塌为例

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工程地质学报 2014年第3期22卷 464-473页

作者：郑达黄润秋黄刚地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

以贵州开阳磷矿崩塌为例,通过对地质条件、采矿扰动与变形破坏特点的分析,阐明在地下开采作用下,"反倾上硬下软"型斜坡变形破坏的发展过程,并总结斜坡失稳破坏的3种模式,指出不同类型的破坏变形均以坡顶拉裂为前兆,而斜坡岩体结构特征... 详细信息

以贵州开阳磷矿崩塌为例,通过对地质条件、采矿扰动与变形破坏特点的分析,阐明在地下开采作用下,"反倾上硬下软"型斜坡变形破坏的发展过程,并总结斜坡失稳破坏的3种模式,指出不同类型的破坏变形均以坡顶拉裂为前兆,而斜坡岩体结构特征是产生不同破坏模式的关键控制因素。进一步运用数值模拟与物理模拟方法,分析该类型崩塌的形成机理,认为"反倾上硬下软"型崩塌的形成具有特定的地质背景,动力条件与诱发因素;崩塌最终可能以急剧破坏的形式出现,但其发生并不是一蹴而就的,是经历了从发生、发展直至破坏的长期过程。从地下开采后采空区顶底板的变形,发展到地表裂缝的产生,崩塌的形成是地表裂缝沿着陡倾结构面追踪发展的过程,并受岩体结构特征的控制最终发生倾倒、突破"锁固段"剪出或沿中缓倾结构面滑塌。因此,对此类斜坡地质灾害的监测和防治必须把握前兆现象,加强早期识别与预警。

关键词：地下开采崩塌形成机理上硬下软型磷矿

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基于数值积分法的地下开采地表变形预测算法

计算机仿真 2022年第9期39卷 384-388页

作者：孙士国文小艳胡业浩华北科技学院河北三河065201 临沂大学机械工程学院山东临沂276005

为降低地表变形中竖向位移与水平位移的预测误差,提出基于数值积分法的地下开采地表变形预测算法。根据数值积分法的基本原理,计算地表下沉值、倾斜状况、剪切值、曲率以及竖向位移与水平位移,并依据该算法旋转调整坐标系,同时调整拐点... 详细信息

为降低地表变形中竖向位移与水平位移的预测误差,提出基于数值积分法的地下开采地表变形预测算法。根据数值积分法的基本原理,计算地表下沉值、倾斜状况、剪切值、曲率以及竖向位移与水平位移,并依据该算法旋转调整坐标系,同时调整拐点中存在的偏距问题,使理论坐标系旋转为现实开采中的坐标系。结合计算得到的地表变形参数,采用剖面线填充算法分割地表变形作业面,并将分割后的作业面转化为一系列的小矩形,通过叠加小矩形的形式,实现地表变形的预测。经实验验证:上述算法预测地表下沉值、曲率值与倾斜值均与实际结果较为接近,且对不同开采深度与开采宽度的地表水平位移、地表竖向位移预测结果与实际值十分接近,未出现较大误差。

关键词：数值积分法地下开采地表变形预测剖面线填充坐标系地表下沉值