阿舍勒铜矿二步骤采场回采充填体稳定性分析

阿舍勒铜矿采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法回采工艺,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。以0m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Phase 2软件从位移、应力及塑性区进行模拟计算。结果表明,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。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,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。     

大厂91号矿体及充填体稳定性有限元分析与预测

运用耦合无界元的弹塑性有限元法，对大厂９１号矿体开采过程中的稳定性进行了分析与预测，并用数值方法得出了充填体的暴露高度。在模拟过程中，考虑了分步开挖，充填效应，采用沿开挖洞周释放荷载的内加载模型。在充填体与岩体的交接处使用无厚度节理单元，有效地模拟了充填效应。     

高阶段采场充填体数值稳定性分析

胶结充填体的稳定性对金属矿山的高效回采极为关键。为此,运用数值模拟的方法,综合考虑采场实际结构,设置合理的物理及力学参数,对紫金山金铜矿深部X₁号矿体采场进行模拟、稳定性分析。在矿房、矿柱布置18个位移观测点,记录各测点在一步骤矿房开挖、充填,二步骤矿柱开挖、充填整个过程中的变形特性。根据采场应力分布,塑性区分布,位移变化,判断采场的稳定性、分析高阶段范围下充填体的稳定作用过程。     

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。     

不良充填体条件下Ⅱ步骤采场结构参数优化

安徽芜湖和成矿业主矿体采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法回采,Ⅱ步骤采场回采进度因Ⅰ步骤采场充填质量问题而严重滞后。为安全高效回采不良充填体条件下的Ⅱ步骤采场,推荐Ⅱ步骤采场采用分段凿岩低阶段空场嗣后充填采矿法,利用FLAC^3D软件与Rhino建模软件对6种不同采场结构参数方案进行数值模拟研究,确定的最优采场结构参数为：当Ⅱ步骤采场两侧充填体强度为一侧大于2 MPa,另一侧小于2 MPa、大于1 MPa时,护壁厚度为3 m,顶柱厚度为5 m,间柱厚度为5 m;当Ⅱ步骤采场两侧充填体强度均小于1 MPa时,护壁厚度为3 m,顶柱厚度为6 m,间柱厚度为4 m。研究结果可为同类型矿山不良充填体条件下的Ⅱ步骤采场回采提供借鉴。     

安庆铜矿特大型采场充填体稳定性数值模拟研究

安庆铜矿主要采用高阶段大直径深孔回采嗣后充填采矿法。为确保-400～-510m中段西部矿体厚大区域特大型矿柱顺利回采,本文开展了安庆铜矿特大型采场充填体稳定性研究。计算分析了特大型矿柱回采过程中充填体的稳定性,提出了合理的开采结构参数,对矿山生产具有一定的指导作用。     

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。     

充填法两步回采采场结构参数优化

后观音山铁矿露天转地下交接工作已基本完成, 为了选取合理的采场结构参数, 根据矿岩与充填体力学参数, 运用ANSYS有限元分析软件, 对充填法两步回采的采场结构参数进行了优化。利用ANSYS模拟不同采场的结构参数、采场顶板厚度及多采场回采模式下的采场应力状态和变形情况, 综合分析模拟结果, 最终确定最优方案。模拟结果表明: 采场结构参数为20 m矿柱、30 m矿房的模型为最佳方案。该结果在矿山应用中取得了很好的效果, 确保了地下矿产资源回采的安全性和高效性。     

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。     

井下充填体安全隔离层稳定性分析

为了保证“井下充填体安全隔离层方案”的可靠性，用三维弹塑性有限单元法对方案的稳定性进行了充分、全面的模拟计算分析，得出了切合实际的计算结果。在矿山井下构筑大范围的充填体安全隔离层这类事例国内矿山难以找到，通过广西高峰100#矿体的现场实施情况，认为这种井下安全防护方式具有相当好的效果。     

空场嗣后充填法充填体力学作用过程及控制效果分析

以某铁矿-230～-290m中段的实际工程为依托,采用数值模拟的方法,分析了大直径深孔阶段空场嗣后充填法中充填体力学作用过程及控制效果。研究结果表明,胶结充填体只有被挤压才能发挥出对围岩的支护抗力,胶结充填和废石充填能够有效控制覆岩移动变形,变形主要发生在矿柱回采阶段,地压总体显现不明显。     

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。     

高阶段采场稳定性分析及回采工艺技术研究

安庆铜矿采用高阶段大直径深孔采矿法回采矿房、矿柱,回采高度近120m。文章对安庆铜矿矿区岩体特性、采矿方法进行了阐述,重点就高阶段采场结构参数,充填体稳定性等关键技术问题及相关回采技术措施进行分析。     

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。     

巷柱式充填开采邢东矿井2#煤层的稳定性分析

针对邢东矿井2#煤层巷柱式充填开采特点,运用FLAC3D数值分析软件构建三维数值模型,模拟煤层被开采、支护及矸石充填的过程。分别对比方案一（巷道锚固后不充填）和方案二（巷道锚固后充填矸石）2种工况下的地表沉降量、塑性区和垂直应力场的变化。分析得出矸石充填体通过对煤柱施加侧向应力而提高煤柱的承载能力,能较好地减小地表的沉降量,减少岩体塑性区的范围,使垂直应力值得到有效控制。     

充填法开采矿体三维模型构建及井筒稳定性分析

采用3DMine-Rhion-Griddle-FLAC^3D耦合构建矿区三维模型,研究了矿体回采过程中井筒变形、应力、塑性区变化规律,并对开采过程中井筒变形进行实时监测以分析验证井筒稳定性。结果表明,基于3DMine-Rhino-Griddle-FLAC^3D分析方法,可以对采矿过程中井筒稳定性进行有效分析; 矿体回采结束后,仅在采场周围区域产生较大变形量,井筒变形量均小于10 mm; 采场周围均出现了明显的塑性破坏,但塑性区范围仅存在于采场附近,并未延伸到地表及井筒周围,井筒周围基本处于原岩应力状态。     

条带充填开采充填率对地表移动影响因素研究

解决“三下”压煤问题的关键是地表沉陷的控制技术。条带充填技术的发展提供了一种经济有效的地表沉陷控制技术,本文采用数值模拟的方法研究了厚松散层下条带充填开采充填率对地表移动变形的影响因素及其规律。结果表明随着充填率的增加,主断面地表移动变形的下沉值、倾斜值(绝对值)、曲率值、水平变形值逐渐减小;当充填率由64.5%~69%时,地表最大下沉值、倾斜值极大值呈显著减小趋势,曲率极大值的减小幅度有所降低,水平变形极大值的减小幅度先减小后变大。     

残留煤柱综合机械化固体充填复采采场稳定性分析

利用传统房柱式或短壁方法开采的矿区,采空区遗留大量呆滞煤炭资源,同时煤炭开采还向地面排放大量固体废弃物,造成环境污染和占用土地等危害,开发老采空区残留煤柱综合机械化固体充填复采技术是解决上述问题的主要途径之一.以房柱式充填采矿方法为背景,建立了表征采空区内矿柱和充填物支撑顶板的弹性板柱力学模型,研究顶板不同阶段下沉的力学过程.通过数值计算从能量观点对充填采场的矿压显现规律、煤柱受力及其破坏特点进行了探讨.研究表明:当煤柱的有效承载面积逐渐减小时,单一煤柱的失效将使载荷转移到邻近煤柱上并引起相邻煤柱过载,房柱式充填开采不存在直接顶及基本顶周期来压现象,煤柱内部应力受回收顺序影响较小.采场最大下沉值减少了30%～60%,充填后最大能量密度值是未充填情况下的0.86倍.     

充填过程中进路板墙稳定性研究

在下向胶结充填采矿法中,空区进路在充填过程中板墙侧向承载力较大,导致板墙发生垮塌,将对后续回采工作造成严重影响。因此,空区进路充填过程中板墙的稳定性对充填工作的可靠性具有十分重要的意义。为了提高充填质量,确保采充工艺系统的有效衔接,为现场合理有序的生产,通过结合现场生产实际对空区进路充填过程中板墙的整体稳定性进行数值模拟研究,确定合理的进路长度范围和板墙加固措施,为下向胶结充填采矿法空区进路充填板墙的砌筑和加固提供理论依据,从而保障现场采充平衡。     

分阶段充填开采应力演化与地表减沉效果研究

为研究分阶段充填开采应力演化及地表沉陷特征,采用数值模拟和现场实测方法,对各阶段充填开采的采动应力与位移特点进行模拟和实测分析。结果表明:第1阶段开采时,煤柱为主要支护体,充填体为被动支护体,主要起到应力传递的作用,随顶板下沉开始逐渐承载,充填体与煤柱形成统一支护体,相互提高了支撑能力,该阶段顶板及地表仅出现轻微下沉;第2阶段开采时,其应力演化过程与第1阶段类似,煤柱最大垂直应力22 MPa,充填体最大垂直应力12.0 MPa,但顶板及地表下沉量幅度较大,第2阶段下沉占总下沉量的83.2%。实测结果与模拟结果规律性一致,相比垮落法开采,地表下沉减少了92%。