充填体下矿体回采顺序数值模拟优化研究

结合矿山的采矿方法及矿体赋存特征,采用FLAC3D数值模拟软件,建立了三维数值模型,对矿体在大体积充填体下的回采顺序进行了模拟研究,根据计算结果,从应力、位移及塑性区3个方面对不同的方案进行了比较分析,进而确定从中间向两翼的回采顺序为最优回采顺序,并针对矿山在未来开采中可能存在的问题提出了合理建议,分析结果对矿山的安全生产有重要的参考价值。     

大规模充填体下保安矿柱规划及矿体回采顺序研究

针对某金属矿长期处于大规模充填体下开采的现状,对-300 m各盘区回采期间的稳定性进行了数值模拟,分析不同方案的采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律,并综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益。分析结果表明：将E101采场作为永久性连续盘区时,回采至中期采场顶板处产生1.14 MPa的最大拉应力和75 mm的最大位移;开采后期采场顶板处产生2.30 MPa的最大拉应力和92 mm的最大位移;开采后期采场顶板的抗拉安全系数为1.53;整个顶板岩体稳定性较好,确定将E101作为盘区永久矿柱。根据盘区永久矿柱的位置,提出了4种盘区回采顺序,分析比较不同开采方案的顶板、直接顶板、矿壁及充填体稳定性,确定了从矿体中央连续永久盘区矿柱E101采场向两侧分盘区开采的回采顺序。     

安庆铜矿深部特大型采场充填体稳定性研究

为论证安庆铜矿深部特大型矿柱开采过程中充填体的自立高度、可暴露面积,开展了安庆铜矿深部采场充填体稳定性研究,在充填体现场调查、充填体力学性质的现场测试和室内实验的基础上,采用3种理论计算方法分析了充填体的稳定性,为特大型矿柱回采方案设计提供了依据。     

安庆铜矿高阶段矿柱回采的充填体稳定性研究

安庆铜矿采用大直径深孔采矿法两步骤回采矿房、矿柱，其回采高度近１２０ｍ。充填体稳定性是高阶段矿柱回采过程中一个关键性技术难题。为确保尾砂胶结充填体质量，进行了充填料配比、管道输送、相似材料模型、采场充填体质量检测等试验。在矿柱回采时采取了调整落矿爆破参数、实行强化出矿与强化充填等措施，使高阶段矿柱回采得以顺利进行。     

嗣后充填多矿柱同时回采充填体侧向位移研究

以3个矿柱同时回采为例,运用FLAC^3D建立了有限元模型并进行分析,采用控制变量法研究了在不同的矿柱一次回采高度、矿柱跨度、矿房宽度和充填体强度条件下充填体侧向位移的变化规律。结果表明,3个矿柱同时回采时,充填体双侧侧向位移值大于单侧侧向位移值,充填体侧向位移最大值出现在回采矿柱高度中间位置,由靠近中央位置向两端逐渐减小; 充填体最大侧向位移值随着矿柱跨度和一次回采高度增加不断增大,与矿房宽度和充填体强度呈负相关,充填体侧向位移的影响敏感程度由大到小顺序为: 矿房宽度、矿柱跨度、一次回采高度及充填体强度。     

三鑫金铜矿复杂充填体下间柱回采稳定性研究

针对复杂充填体下间柱回采的稳定性问题,以湖北三鑫金铜矿-370 m中段开采为依托,提出了优化方案:间柱矿房分3层从下往上回采,每层矿房尺寸为12 m×10 m,留设厚度为1 m的护壁矿体。利用相似模拟试验手段对该方案的间柱回采过程的稳定性进行研究,揭示回采矿房两侧及顶板的位移和应力变化规律。并借助有限差分软件FLAC3D对相似模拟试验结果进行了对比分析。结果表明:相似模拟试验结果与数值模拟结果具有较好的一致性。在间柱回采过程中,矿房两侧及顶板位移量均较小,应变值趋于稳定,表明基于该方案的回采过程稳定性良好,可实现间柱的安全高效回采。     

充填假顶下采场稳定性分析及回采顺序优化研究

在进路式胶结充填采矿中,充填假顶下采矿巷道稳定性问题是井下开采的重大安全性问题。针对贵州锦丰金矿230中段充填假顶下采矿巷道稳定性问题,采用岩石力学数值模拟软件(Phase2)对采区建立数值分析模型进行稳定性分析,模拟回采顺序为从西向东单向回采、从中间向两边同时回采及从两边向中间同时回采下的采场进路稳定性。研究表明:3种回采方式下最大变形量发生在充填体与围岩交界处,进路顶板变形量均较小(10 mm～15 mm),局部出现剪切及拉伸破坏,整体处于稳定状态。为提高采矿效率,最终选择从中间向两边同时回采的回采顺序,同时采用管缝式锚杆+钢网+湿喷混凝土对采场进路进行加固,确保采矿作业安全。实践表明:采用从中间向两边同时回采的回采顺序安全可行,回采过程中采场处于稳定状态,采矿效益较单向开采提高了约65%。     

普民铁矿回采顺序优化及采空区稳定性分析

普民铁矿拟回采-610 m水平东端1#、2#矿房底板,这将对整个采区稳定性产生影响.为解决此问题,采用有限元数值模拟方法进行了3种不同回采顺序的分步开挖模拟.并选取回采后承受主要荷载的间柱作为研究对象,根据不同回采顺序下间柱及采空区应力场的变化情况,进行了采空区稳定性对比分析,确定了合理的回采顺序,并提出了安全回采的建议.     

胶结充填采矿法充填作用机理与稳定性研究

结合金川二矿区的充填采矿工艺，采用现场观测方法及三维有限元分析方法研究了机械化下向分层水平进路胶结充填和无底柱大面积连续开采的充填机理和稳定性，研究表明充填体承受采场地压和变形，盘区间以不留矿柱为宜，推荐采用交错布置的回采与充填方式。     

山东某铁矿矿柱回采及稳定性研究

为了避免高品位矿石浪费,对山东某铁矿的保安矿柱 进行了回采方案研究,应用简支梁模型计算矿房顶板应力、 应变规律,同时利用概率积分法建立地表下沉盆地剖面方 程,对地表下沉位移进行计算求解;在理论分析的基础上,利 用 FLAC3D数值模拟软件对预留矿柱内矿房回采充填前后 的采场稳定性进行评价,同时对矿柱回采造成的地表位移与 含水层位移进行分析。研究表明:①理论计算得到矿柱回采 完成后顶板最大竖直位移为11.8 mm,地表沉降最大值为 16.7mm,地表最大倾斜为i=0.03mm/m 远小于Ⅱ级建筑 允许值i=3 mm/m;② 数值模拟结果显示,回采全部矿房 后,矿房顶板下沉最大值为 37.49 mm,地表位移最大值为 10.6mm,含水区最大位移为14.03mm,护顶矿柱最大位移 为17.72mm;③数值模拟矿房全部回采后采场整体应力较 低且均匀分布,无应力集中,且无塑性区分布,采场稳定性良 好;④理论计算与数值模拟结果表明,矿柱内矿房全部回采 对矿房、地表、含水层和护顶柱均无显著影响,嗣后胶结充填 保证了矿柱回采的安全性。     

吴集铁矿（北段）二步骤矿柱回采方案的探讨

吴集铁矿（北段）-200 m中段以上采场采用浅孔留矿嗣后充填法开采。一步骤采场充填后,根据实际开采条件,提出适合的3种二步骤矿柱回采的方案,从如何安全、经济、高效且最大程度地回收资源等方面考虑,探讨适合吴集铁矿（北段）矿柱回采的采矿方法和采矿工艺技术参数。对类似开采条件矿山的矿柱回采具有一定的借鉴意义。     

深部采区胶结充填体稳定性分析

通过充填体的变形现象对安庆铜矿深部采场充填体进行了X型剪切破坏、鼓帮-裂皮-折断型破坏的宏观力学分析,运用测斜仪进行了不同深度监测,采用摩尔准则建立了充填体整体稳定分析模型,得出了充填体局部帮壁的垮落规律,不同高度暴露的充填体的稳定应满足其最小的正应力值的条件,为制定充填体强度方案提供了重要的指导作用。     

高阶段采场充填体强度及稳定性研究

从胶结充填体在采空区所起的力学作用入手,借助于经验类比法和数学力学模型计算法,得出了能够满足井下采空区所需的胶结充填体强度的要求,为矿山充填配比设计提供了强度依据。同时也分析了暴露宽度与暴露高度对胶结充填体强度的影响关系,揭示具有稳定性的胶结充填体力学强度变化特性。结合安徽某铜矿的工业性试验情况进行了实例分析,从而验证了上述结论的合理性。     

安庆铜矿高阶段回采充填体-矿体-岩体稳定性的有限元分析

对安庆铜矿高阶段大直径深孔崩矿的１２０ｍ高充填体自立高度的稳定性进行分析后,着重用弹塑性有限元计算了采场的整体稳定性,其结果与现场实测数据比较符合。     

金牛矿业全尾砂胶结充填技术可行性研究

介绍了金牛矿业杜官庄铁矿矿柱回采和尾砂排放的解决方法,并对该矿充填工艺的选择和选择原则做了详细的阐述,其工艺中采用的卧式砂仓脱水、充填料浆制备等方案对生产规模不大、服务年限不长的矿山兴建充填系统有一定的借鉴作用。     

采场二步骤回采充填体稳定性分析研究

阿舍勒铜矿采用大直径深孔嗣后充填法二步骤回采工艺,矿房充填体作为二步骤采场回采时的围岩,其强度和稳定性关系到二步骤采场回采的安全和经济效益。本文以0 m中段北1 #采场为试验采场,采用多种理论计算方法对矿房充填体的稳定性进行了计算和分析,建立数值计算模型,基于Phase2软件从位移、应力及塑性区进行模拟计算分析,综合分析得出：矿房采场的设计充填强度能满足二步骤采场回采强度要求,试验采场开挖后,其两侧帮充填体整体位移量较小,最大主应力普遍小于充填体的极限抗压强度,塑性区分布范围有限,且拉伸破坏区域未出现大范围相互贯通,说明矿房充填体稳定性较好,二步骤开采出现充填体大范围垮塌、冒落的可能性小。     

金川龙首矿深部开采充填体的充填高度模拟研究

随着开采的不断向下进行,上部充填体是否能满足下部开采的需要是矿山所面临的重要课题。结合龙首矿的实际情况,利用三维数值模拟的方法对龙首矿下向六角形大断面进路不同充填高度情况下采空区及充填体的应力、位移及安全率等进行了分析研究,所得出的结论为矿山安全生产提供了理论指导。     

破碎围岩条件下预留矿柱开采对充填体稳定性的影响

为研究预留矿柱开采对其上部充填体稳定性的影响,结合某金矿矿岩赋存条件,采用考虑封闭系数的矿柱开采经验公式,提出开采尺寸为180 m×15 m×20 m（走向长度×高度×宽度）的矿柱开采方案。利用MAP3D软件对590~605 m水平间矿柱开采进行数值分析,结果表明：在一般原岩应力情况下,矿柱完全开采后上部充填体仍保持稳定;在较差原岩应力情况下,矿柱完全开采后上部充填体受压作用明显,可能发生失稳破坏。应用极限平衡方程对矿柱开采经验公式进行修正,提出通过减小采场跨度及加强支护的方式,降低对充填体单轴抗压强度的要求,能保证预留矿柱的安全回采和上部充填体的稳定。研究结果可为其他类似矿山提供设计思路。     

分段矿房嗣后充填法在李楼铁矿的应用

针对李楼铁矿应用浅孔房柱嗣后充填采矿法开采存在的采矿效率低、损失率高、作业场所通风质量较差等问题,在-200 m水平以上试验应用了20 m高分段矿房嗣后充填采矿法。试验结果表明,该采矿方法各项指标良好,不但提高了采矿强度、劳动效率及作业的安全性指标,同时也取得了显著的经济效益。着重介绍了20 m高分段矿房嗣后充填法在李楼铁矿-200 m水平以上的应用情况,包括采场结构、回采工艺、充填工艺及爆破参数等。