›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (8): 2517-2522.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

基于采矿环境再造的开采顺序时变优化研究

胡建华,雷 涛,周科平,陈庆发   

  1. 中南大学 资源与安全工程学院 湖南省深部金属矿开发与灾害控制重点实验室,长沙 410083
  • 收稿日期:2010-03-17 出版日期:2011-08-10 发布日期:2011-08-16
  • 通讯作者: 雷涛,男,1983年生,硕士,主要从事岩土爆炸动力学方面研究。E-mail: Leitao539@163.com E-mail:hujh21@126.com
  • 作者简介:胡建华,男,1975年生,博士后,副教授,从事高效安全采矿技术与岩土工程的稳定性分析研究
  • 基金资助:

    国家十一五科技支撑计划(No. 2006BAB02A02);湖南省自然科学基金资助项目(No. 09JJ4025);岩土力学与工程国家重点实验室开放基金资助项(No.Z110703);中南大学前沿研究计划(No. 2010QZZD001)

Time-varying optimization study of mining sequence based on reconstructed mining environment

HU Jian-hua, LEI Tao, ZHOU Ke-ping, CHEN Qing-fa   

  1. Hunan Key Laboratory of Mineral Resources Exploitation and Hazard Control for Deep Metal Mines, School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China
  • Received:2010-03-17 Online:2011-08-10 Published:2011-08-16

摘要: 根据卡房矿新山矿段的地质条件和生产能力要求的实际情况,基于采矿环境再造连续开采的思想,提出了3种可行的开采顺序优化方案。运用MIDAS/GTS有限元分析软件,建立了复杂矿体的三维有限元模型,模拟并分析了3种不同开采顺序优化方案的力学时变效应。研究结果表明:随着开采的逐步推进,采场的应力和位移不断增大,并出现了明显的应力集中;3种方案中采场周围最大压应力均达到了27 MPa,顶板最大压应力不超过15 MPa,最大拉应力达到了1.2 MPa;顶板最大沉降位移值分别为82.9、84.4、84.5 mm;顶板有较大范围的拉应力区域出现,3种方案拉应力区域面积占顶板面积的比例最大分别达到22%、22.3%和23.5%,但拉应力区域的时变规律表现出显著的不平衡性和突变性。运用采场结构对采动过程响应的时变分析,以拉应力损伤区域和顶板的沉降位移为评价指标,提出方案1的开采顺序为最优方案。

关键词: 采矿环境再造, 时变分析, 开采顺序优化, 数值模拟

Abstract: Aiming at the practical situation about engineering geological conditions and productivity requirements of Xinshan ore block of Kafang mine, the optimization schemes of 3 feasible mining sequences are proposed based on the reconstructed mining environment idea. By using finite element analysis software MIDAS/GTS, a three dimensional finite element model of complex ore body is built. The mechanical time-varying effects of the 3 schemes are simulated and analyzed by numerical simulation. The results show that the stress and displacement of stope gradually increase and significant stress concentration appears as the advance of mining steps. In the 3 schemes, the maximum compressive stress is up to 27 MPa in the stope surrounding rock; to the roof, the maximum compressive stress is no more than 15 MPa and the maximum tensile stress of the roof reaches 1.2 MPa; for the subsidence displacements of roof, the maximum values of the 3 schemes are 82.9 mm, 84.4 mm and 84.5 mm separately. A wide range tensile stress area appears with mining in roof; the maximum proportions of the tensile stress area occupying the roof area are 22%, 22.3% and 23.5% separately. However, the time-varying laws of the tensile stress area show remarkable feature of imbalance and mutability. According to the process response laws of the stope structure under mining, the evaluating indices of the tensile stress damage area and the subsidence displacements of the roof are chosen. The optimal scheme is proposed and it is the scheme 1

Key words: reconstructed mining environment, time-varying analysis, mining sequence optimization, numerical simulation

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  • TD 851
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