基于采矿环境再造人工结构的可靠性研究

基于采矿环境再造技术构筑的地下人工结构,要实现安全采矿的前提是其本身要保持足够的稳定性和可靠性.首先客观分析了地下岩体特征和充填体强度存在的不确定性,然后引入NESSUS可靠度分析软件与ANSYS有限元软件联接这一新方法进行可靠度研究,最后结合工程实际,对新疆喀拉通克铜镍矿试验采场结构的可靠性进行模拟,初始可靠度为0.940 586 5,通过调整相关变量来优化结构可靠性,最终结构可靠度增大为0.967 374,满足设计要求.     

开采环境再造人工顶板锚索支护设计

针对新疆喀拉通克铜镍矿高价值软破矿体的特点和试验开采环境再造连续采矿方法,并以顶板沉降量和塑性区范围为判据,运用FLAC^3D软件对人工项板预应力锚索支护进行模拟分析。设计3种锚网支护方案分别为：方案1,网度为4m×6m;方案2,网度为6m×8m;方案3,网度为8m×10m。通过比较各方案下顶板的沉降量、塑性区范围以及锚索最大轴力变化等参数,筛选出最佳支护方案。研究结果表明：方案1中顶板最大沉降量仅为4．24cm,塑性破坏区延伸高度小于7m,锚索最大轴力为16．59MN,且变化平稳,满足金属矿山安全规程和经济合理的要求,而其他方案结果参数均超出混凝土顶板的稳定性极限,由此得出方案1为最佳设计方案。     

基于开采环境再造深孔诱导崩矿方案优化研究

针对新疆喀拉通克铜镍矿高价值软破矿体的特征,提出了开采环境再造深孔诱导崩矿采矿技术,并主要从维护采场稳定性和保证矿石合格块度率的角度,对崩矿方案进行优化研究.首先,运用FLAC3D软件对侧向挤压崩矿和水平分层崩矿过程进行数值模拟,分别从位移场和应力场的分布和变化来分析不同方案对采场结构稳定性的影响;其次,分析了节理裂隙分布对原始矿体的切割作用,以及爆破挤压作用对崩落块度的影响.研究结果表明,侧向挤压崩矿更有利于维护采场结构的稳定,引导节理裂隙对矿体的合理切割,并能充分发挥挤压效应,提高崩落矿石块度的合格率.图4,表1,参14.     

采矿环境再造连续开采地压演化过程的控制与仿真

针对传统采矿方法回采缓倾斜中厚矿体时存在的诸如地压控制和采场矿石运搬等方面的困难,提出采矿环境再造连续开采采矿方案。运用三维有限差分程序FLAC^3D对回采过程中的地压演化规律进行模拟研究,得出各采场应力场和位移场的分布和变化规律,优化采矿工程结构参数和回采顺序,提出切实可行的地压控制措施。研究结果表明：随着开挖逐步推进,围岩位移不断增大,应力集中现象明显,最大压应力达54MPa,最大拉应力达3．9MPa,接近围岩的极限强度;在尾砂回填后,底鼓量下降5mm,最大压应力降至32MPa,表明应力场和位移场均得到改善,能确保回采期间采场的稳定。