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采场稳定性分类

长沙矿山研究院季刊 1982年第3期 51-56页

作者：田良灿连志升高级工程师

本文根据Bieniawski的地质力学岩体分类法的基本原理,基于岩石的单轴抗压强度、RQD、节理间距、节理状态和地下水条件等五个参数,定出一种采场稳定性分类方法。文中分别给出五个参数的评分,并根据顶板、矿柱及底板岩体的各自评分,分别... 详细信息

本文根据Bieniawski的地质力学岩体分类法的基本原理,基于岩石的单轴抗压强度、RQD、节理间距、节理状态和地下水条件等五个参数,定出一种采场稳定性分类方法。文中分别给出五个参数的评分,并根据顶板、矿柱及底板岩体的各自评分,分别乘以系数0.6,0.25,0.15,然后相加得出采场稳定性评分R_v,再根据是否有结构面穿过进行修正,最后得出最终评分。将其分为五级,分别给出了采场不同跨度和相应的稳定时间和围岩处理措施。

关键词：采场稳定性单轴抗压强度岩石岩体底板矿柱顶板地质力学分类法结构面构造面

康家湾矿深部矿体采场稳定性与作业安全评价研究

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康家湾矿深部矿体采场稳定性与作业安全评价研究

作者：李洁慧中南大学

学位级别：硕士

为解决康家湾矿受深部开采条件制约导致采矿方法不合理,采场作业不安全,属水体下采矿地表不允许崩落等重大技术难题,综合运用现场调研、文献检索、数值模拟和数学分析等手段,对康家湾矿深部矿体采矿方法选择、采场稳定性分析、采场结构... 详细信息

为解决康家湾矿受深部开采条件制约导致采矿方法不合理,采场作业不安全,属水体下采矿地表不允许崩落等重大技术难题,综合运用现场调研、文献检索、数值模拟和数学分析等手段,对康家湾矿深部矿体采矿方法选择、采场稳定性分析、采场结构参数优化、采场作业安全进行了深入研究,建立采场结构参数的模糊层次评判模型和深部采场作业安全模糊网络评价模型,对深部矿山的安全、高效开采具有重要的理论和现实意义。主要研究工作如下：(1)通过对康家湾矿深部矿体矿床地质条件和开采技术条件进行了现场调查和资料收集,设计采用分段矿房嗣后充填法进行开采,并进行采矿方法单体设计和矿块生产能力、采充直接成本等指标的估算,该方法能实现安全、经济、高效回采。(2)运用ANSYS软件对正交设计的9种开采方案进行数值模拟和稳定性分析,结果表明方案1、4、7、9是不安全,方案2、3、5、6、8是安全的;破碎顶板和顶柱的垂直位移受采场跨度影响显著,顶板的失稳形式极有可能是其与间柱的衔接处发生错层,导致顶板两帮的冒落。采场的开挖采动对顶柱影响不大,顶柱破坏不严重。间柱失稳的可能性最大,其失稳形式极有可能是在与硅化角砾岩带交接处发生剪切破坏。(3)提出一种基于层次分析和模糊数学理论的采场结构参数优化方法。运用层次分析法确定各指标的权重,利用模糊数学原理选择合理的隶属度函数,建立模糊综合评判模型,并对方案2、3、5、6、8这五种可行方案模糊优选。根据各方案优越度排序,从而确定方案5最优。采场结构参数为采场跨度20m,间柱宽度4m,顶柱厚度4m。(4)提出一种基于网络分析和模糊数学理论的采场作业安全综合评价方法。构建模糊网络分析安全综合评价模型,通过计算全局权重向量,发现人的内部因素最为重要;以十二中段的8,9,10号采场为例进行安全评价,各采场的安全综合评分分别为62.3%,69.4%,72.8%,结果表明8号采场安全性相对较低,但是所有采场仍处于安全状态。

关键词：采场稳定性安全评价模糊综合评判层次分析法网络分析法

老厂锡矿充填采场中充填体对采场稳定性的影响研究

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老厂锡矿充填采场中充填体对采场稳定性的影响研究

作者：邹连军昆明理工大学

学位级别：硕士

本文根据多年的生产和科研实践,结合本单位26矿体块石水泥浆胶结充填法、14-5矿体上向水平分层磨砂胶结充填法和32矿体砼充填法的充填工艺技术特点、优势互补性及在不同的采场结构参数、不同的回采顺序、不同的充填类型等条件下采场顶... 详细信息

本文根据多年的生产和科研实践,结合本单位26矿体块石水泥浆胶结充填法、14-5矿体上向水平分层磨砂胶结充填法和32矿体砼充填法的充填工艺技术特点、优势互补性及在不同的采场结构参数、不同的回采顺序、不同的充填类型等条件下采场顶板围岩的稳定性状态,深入分析和研究了充填体的性质、采场顶板冒落的原因、充填体支撑围岩和控制地压活动的力学作用机理及其对采场稳定性的影响。

关键词：充填材料充填体采场稳定性力学作用机理

某硬岩铀矿床可视化仿真及采场稳定性数值模拟研究

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某硬岩铀矿床可视化仿真及采场稳定性数值模拟研究

作者：周文骏南华大学

学位级别：硕士

由于我国南方硬岩铀矿资源的赋存条件所限,地浸采铀等新型采矿方法无法使用,传统采矿方法仍是目前南方硬岩铀矿开采的主要手段。在基于传统铀矿开采方法的矿床开发建设设计中使用数字化手段辅助,不仅可以提高设计效率与准确度,更可以为... 详细信息

由于我国南方硬岩铀矿资源的赋存条件所限,地浸采铀等新型采矿方法无法使用,传统采矿方法仍是目前南方硬岩铀矿开采的主要手段。在基于传统铀矿开采方法的矿床开发建设设计中使用数字化手段辅助,不仅可以提高设计效率与准确度,更可以为矿山生产智能化打下基础,服务科学管理,提高矿山生产效率,保证安全生产。本文以赣南某硬岩铀矿床的开发建设方案为背景,针对该矿床的地质条件、赋存情况和矿岩特性,通过三维可视化地质建模技术对开拓方案进行了建模并优选,然后通过现场勘察取样、室内试验、数值模拟等方法对目标矿床使用全面采矿法的不同结构参数的典型采场的稳定性进行了模拟试验和稳定性分析,本文研究的主要内容和成果如下:(1)对目标矿点地区进行了现场地质调查,搜集整理地质资料,并根据地质资料提出了矿井开拓方案,使用3DMine软件建立了初步矿山开拓三维可视化模型并优选出了最佳开拓方案,为目标矿床更深入的数字矿山建设打下了基础。(2)在赣南某硬岩铀矿床矿点进行现场岩石采样,并对试样进行室内单轴、三轴压缩等岩石力学实验,获得了初步的矿岩的容重、弹性模量、泊松比、粘聚力和内摩擦角等岩石力学参数。然后,通过工程实际和胡克-布朗准则结合对得到的岩石力学参数进行了符合该区域实际情况的工程折减。(3)结合得到的矿岩参数,对典型采场稳定性进行了数值模拟。使用Midas软件针对不同矿柱间距的试验方案分别建模,从位移、应力、安全系数、塑性形变等方面模拟比较了矿柱间距为4m×4m、8m×8m、12m×12m方案的典型采场围岩的力学响应情况,结果表明,从安全性,经济性,技术性来讲,8m×8m的方案为综合最佳方案。(4)通过理论计算验证了分析得出的优化方案采场稳定性。采用矿柱强度公式验证了推荐方案的参数,计算得出目标采场矿柱安全系数大于1.5,矿柱处于安全状态。并应用三带理论计算了安全开采深度,结果表明该采场上的裂隙导水带不会联通上方水体。安全性验算为矿床进一步安全高效开发提供了对比参考。

关键词：可视化三维建模数值模拟采场稳定性采场参数

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充填体对采场稳定性的影响

充填体对采场稳定性的影响

作者：邹连军昆明理工大学

学位级别：硕士

关键词：充填材料充填体采场稳定性力学作用机理

下向回采和充填顺序对采场稳定性影响的模拟研究

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金属矿山 2012年第1期41卷 13-17页

作者：李兴国赵东寅中冶集团资源开发有限公司紫金矿业集团股份有限公司

以某矿下向六角形进路回采胶结充填采场为研究对象,根据现场实测工程地质力学数据,选取4种不同的进路回采和充填顺序,运用FLAC模拟分析进路周围介质应力场、位移场和塑性区分布,研究采场结构介质应力应变规律、几何变形特征和结构承载... 详细信息

以某矿下向六角形进路回采胶结充填采场为研究对象,根据现场实测工程地质力学数据,选取4种不同的进路回采和充填顺序,运用FLAC模拟分析进路周围介质应力场、位移场和塑性区分布,研究采场结构介质应力应变规律、几何变形特征和结构承载性能受不同采充顺序扰动的影响。研究结果表明:采场进路从中间开始回采、逐步向上盘推进,先上盘后下盘、分段回采充填的顺序,使采场结构介质稳定性受采充扰动影响较小,是安全可靠、技术可行、经济合理的。同时应注意加强上下盘进路腰部和底板围岩应力集中区的监控和支护,确保顶板充填体强度指标。

关键词：六角形进路下向回采胶结充填采场稳定性 FLAC模拟

有限元数值模拟对金厂峪地下采场稳定性的分析

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有限元数值模拟对金厂峪地下采场稳定性的分析

作者：曹明河北理工学院

学位级别：硕士

我国的黄金资源较为丰富、矿点多、分布广。但是随着开采量的增加,地质资源的消耗,矿床或单个工业矿体的规模、厚度却越来越小,复杂多变。黄金矿山70%采用地下采矿法开采。目前,各主要矿山使用的采矿方法多达20余种,其中房柱法是使用较... 详细信息

我国的黄金资源较为丰富、矿点多、分布广。但是随着开采量的增加,地质资源的消耗,矿床或单个工业矿体的规模、厚度却越来越小,复杂多变。黄金矿山70%采用地下采矿法开采。目前,各主要矿山使用的采矿方法多达20余种,其中房柱法是使用较多的一种方法。金厂峪金矿是我国大型黄金矿山之一,自1958年投产以来,矿山经过几十年的开采,开采深度不断增加,深部矿体赋存状况发生了很大改变。同时,深部工程地质条件也变得更加复杂,围岩稳定性恶化,地应力增大,地压显现加剧,矿山的岩石力学问题已显得愈来愈重要了。矿体和围岩的稳定性是选择采矿方法的重要依据,有关的岩石力学数据应当体现到采矿方法的选择中去。随着开采深度的增加,房柱法是一种在金厂峪新使用的采矿方法,房柱法是使用矿房、矿柱组合的采矿方法。世界上一些著名的矿山如加拿大的基德克里克矿、澳大利亚的芒特艾萨矿、中国的凡口铅锌矿等,都是使用这类采矿方法的典型代表。该方法的主要特点是把矿块划分为矿房和矿柱两部分,在矿房回采完毕以前,这些矿柱必须是稳定的而不发生垮落。为了保证此种采矿方法能成功的在金厂峪金矿得到应用,本文利用商业软件ANSYS对回采顺序系统地进行三维弹塑性有限元分析。矿房的回采分为三个方案采用分步进行,三个方案分别为由两翼向中央、由一端向另一端、由中央向两翼对矿体进行回采。回采顺序不同,对围岩和矿柱的加载路径就不同,在全部矿房采完以后,导致矿柱应力及矿柱受损范围和程度差别较大。因此,回采顺序影响着围岩的稳定程度,这就是工程回采的动态力学特性。所以对多矿房的回采,有必要研究回采工程动态特性,以便寻求最佳回采工艺,使矿柱的受损程度和范围达到最小,确保采场稳定性。同时,论文还探索了破碎带对采场稳定性的影响和矿柱的破坏过程。

关键词：回采顺序动态力学特性采场稳定性 ANSYS 弹塑性有限元

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分层充填体间隔时间对采场稳定性影响

分层充填体间隔时间对采场稳定性影响

作者：文映博辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

针对分次充填会导致充填体强度降低,从而增加采场安全隐患的问题,采用实验研究、理论分析、数值模拟等方法,对分层充填采场的稳定性进行研究。开展单轴抗压强度实验,确定充填间隔时间与充填体单轴抗压强度之间的关系。运用水泥水化反应... 详细信息

针对分次充填会导致充填体强度降低,从而增加采场安全隐患的问题,采用实验研究、理论分析、数值模拟等方法,对分层充填采场的稳定性进行研究。开展单轴抗压强度实验,确定充填间隔时间与充填体单轴抗压强度之间的关系。运用水泥水化反应过程以及损伤力学理论,揭示充填间隔时间影响充填体强度的机理。使用FLAC 3D软件对不同间隔时间充填体的采场稳定性进行分析,确定充填工艺优化参数。(1)开展了充填间隔时间对充填体单轴抗压强度影响规律研究。根据边家大院铅锌银矿的充填工艺参数,分别对单间隙和双间隙充填体进行单轴抗压强度实验。通过分析充填体试件破碎模式,结果表明充填间隙胶结效果与充填间隔时间呈负相关;根据充填体单轴抗压强度,确定了单轴抗压强度随充填间隔时间的变化规律。(2)进行了充填间隔时间对充填体强度影响机理研究。基于水泥水化反应机理和电镜扫描结果,分析了不同水化阶段下水化硅酸钙水化性能及结构的差异,探明了分次充填体内“充填间隙”产生的原因,并得到了间隔时间对充填体损伤面积的影响规律。基于损伤力学理论,建立充填体损伤增量与损伤所需耗散能之间的数学模型。最终揭示了充填间隔时间对充填体强度的影响机理。(3)使用FLAC 3D软件对充填采场的稳定性进行了数值模拟。以三轴压缩试验测得的充填体物理参数作为数据基础,通过对比不同间隔时间充填体采场的应力分布、位移规律,从而优化边家大院铅锌银矿的充填工艺参数,即充填间隔时间不能超过12h。通过本文研究,探明了充填间隔时间与采场稳定性之间的关系,为确定合理充填工艺参数提供依据,对于保证安全回采具有重要意义。该论文有图51幅,表9个,参考文献81篇。

关键词：胶结充填充填间隔时间充填体强度水化反应采场稳定性

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复杂磷矿层房柱开采采场稳定性数值模拟分析

复杂磷矿层房柱开采采场稳定性数值模拟分析

作者：许雅琦武汉工程大学

学位级别：硕士

缓倾斜中厚矿体的开采是一个世界采矿技术难题。目前国内在缓倾斜矿体开采中,主要采用房柱法和有底部结构的分段空场采矿法。本文以鄂西某缓倾斜中厚磷矿矿体为依托,综合运用文献查阅、理论分析和数值模拟等多种手段,通过理论分析验算... 详细信息

缓倾斜中厚矿体的开采是一个世界采矿技术难题。目前国内在缓倾斜矿体开采中,主要采用房柱法和有底部结构的分段空场采矿法。本文以鄂西某缓倾斜中厚磷矿矿体为依托,综合运用文献查阅、理论分析和数值模拟等多种手段,通过理论分析验算对房柱法开采条件下采场结构参数进行初拟,然后借助有限元软件对选用的采场结构参数进行数值模拟,从而论证所选采场结构参数的合理性,为矿山安全、经济、高效生产提供一定的参考。主要研究内容和结论如下:(1)根据企业提供的相关资料,了解该矿区基本概况,对矿区及周边地形地貌、岩矿体结构、开采方法等进行总结。(2)查阅和搜集大量相关文献资料,对采空区变形破坏机理、状态、形式及采场稳定性影响因素等理论知识进行总结分析;通过采空区临界深度、顶板破坏高度、矿柱稳定性三方面的理论验算,对采场结构参数进行初拟,提出较为合理的采场结构参数,即Ph1:矿柱尺寸为10m×10m,矿房宽度10m,矿柱间距7.5m;Ph3:矿柱尺寸为8m×8m,矿房宽度12m,矿柱间距9.5m。(3)针对提出的采场结构参数,运用FLAC有限元软件对不同工况下采场的受力与稳定性状况进行数值模拟,分析采场应力、位移、塑性区分布规律及变化过程,从而论证所拟定的采场结构参数的合理性。数值模拟表明,理论验算得出的采场结构参数与模拟结果具有一致性,是可行的,拟定的采场结构参数基本可满足采场安全、高效开采条件下稳定性要求。(4)通过数值模拟,总结了开采过程中采场地压分布规律和底板沉降位移规律:随着矿体的开采,采空区两侧的岩体应力释放明显,初始应力平衡体系被破坏;采空区顶板中央位置下沉位移最大,距离开采范围越远,岩体位移就越小;充填体的存在,使得采场临空面消失,改变了采场帮壁的应力状态,相对提高了开采条件下围岩自身的强度和承载能力,使围岩移动受到限制,变形得到缓解。

关键词：缓倾斜中厚矿体房柱法开采采场结构采场稳定性 FLAC3D数值模拟