结合FLAC3D和改进的Mathews稳定图法的采空区稳定性分析

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作者 任云 《建材世界》 2025年第2期95-100,共6页

随着矿产资源开发逐步向深部延伸,地下开采已成为资源获取的主要方式。在此背景下,空区稳定性管控作为制约矿山安全生产的关键技术难题亟待突破。为实现高效精准的稳定性评估,以拉么锌矿笼箱盖矿段为工程背景,创新融合三维数值模拟与改... 随着矿产资源开发逐步向深部延伸,地下开采已成为资源获取的主要方式。在此背景下,空区稳定性管控作为制约矿山安全生产的关键技术难题亟待突破。为实现高效精准的稳定性评估,以拉么锌矿笼箱盖矿段为工程背景,创新融合三维数值模拟与改进型Mathews图解方法,构建了空区稳定性多维度分析体系。通过FLAC3D软件系统解算了空区围岩位移场、应力场的空间分布特征,结合修正Mathews稳定图法进行理论验证。研究表明:空区最大应力释放值显著低于围岩抗拉强度阈值,位移矢量分布处于工程安全许可范围,评估结论与现场监测数据高度吻合。该综合分析法可有效优化空区治理方案,降低安全管控成本约37%。 展开更多

关键词 mathews稳定图法 采空区稳定性分析 FLAC3D数值模拟 极限暴露面积

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基于Mathews稳定图法的充填体合理暴露面积确定

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作者 王志东 《工程建设》 2025年第1期19-23,56,共6页

采用充填采矿法进行二步骤采场开采时,在两侧均为充填体,且充填体强度一定的条件下,采场结构的稳定性取决于采场侧帮暴露面积的大小。为确定不同充填体强度下的合理侧帮暴露面积,采用Mathews稳定图法研究二步骤开采时一步骤充填体合理... 采用充填采矿法进行二步骤采场开采时,在两侧均为充填体,且充填体强度一定的条件下,采场结构的稳定性取决于采场侧帮暴露面积的大小。为确定不同充填体强度下的合理侧帮暴露面积,采用Mathews稳定图法研究二步骤开采时一步骤充填体合理侧帮暴露面积。通过将稳定数和形状因子绘制在稳定图上,以矿山稳定至破坏崩落过程的实例占比为回归方程的概率,分别对稳定数、形状因子、强度因子、节理方向调整参数、重力调整因子系数分析,并在Q系统分级的基础上,利用若干稳定图确定形状因子,从而估算充填体侧帮暴露面积值。针对马坑铁矿不同采场对应的不同一步骤充填体强度,通过Mathews稳定图法分析得出:1.75、2.35、2.70 MPa等3个不同强度下二步骤采场开采时允许充填体侧向暴露面积分别为3600、5800、6800 m^(2),经马坑铁矿二步骤采场爆破回采,进一步验证基于Mathews稳定图法确定的一步骤充填体暴露面积的合理性。本文成果可为采用嗣后充填采矿法的矿山二步骤回采时充填体选择合理侧向暴露面积提供借鉴。 展开更多

关键词 充填采矿法 二步骤采场开采、mathews稳定图法 侧帮暴露面积

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基于Mathews稳定图法的采场暴露面积确定 被引量：7

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作者 尹土兵 张鸣鲁 《现代矿业》 CAS 2015年第6期8-10,14,共4页

采场暴露面积的确定直接影响采场结构参数的合理布置,采用阶段空场嗣后充填采矿法时,需要同时讨论采场顶板和充填体侧帮的暴露面积。采用Mathews稳定图法对采场的暴露面积进行了计算,并且与国内外相似的矿山进行比较,最终确定了采场的... 采场暴露面积的确定直接影响采场结构参数的合理布置,采用阶段空场嗣后充填采矿法时,需要同时讨论采场顶板和充填体侧帮的暴露面积。采用Mathews稳定图法对采场的暴露面积进行了计算,并且与国内外相似的矿山进行比较,最终确定了采场的合理暴露面积,为确保矿山安全生产提供参考。 展开更多

关键词 mathews稳定图法 空场法 暴露面积

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基于修正Mathews稳定图法与FLAC^(3D)的阿舍勒铜矿深部回采方案优化研究 被引量：4

4

作者 黄聪 魏超城 丘永富 《中国矿业》 2023年第11期168-177,共10页

随着新疆阿舍勒铜矿采深逐渐增加,矿山深部岩体愈加破碎,采场稳定性难以得到保障。为了确保深部矿床安全、高效开采,需要在工程地质调查和岩石力学参数试验的基础上,对采场结构参数与回采顺序进行优化。使用修正Mathews稳定图法,对+150 ... 随着新疆阿舍勒铜矿采深逐渐增加,矿山深部岩体愈加破碎,采场稳定性难以得到保障。为了确保深部矿床安全、高效开采,需要在工程地质调查和岩石力学参数试验的基础上,对采场结构参数与回采顺序进行优化。使用修正Mathews稳定图法,对+150 m中段采场顶板和边帮开展稳定性分析,分析结果表明:当中段高度为50 m,采场长度为矿体厚度的情况下,只需控制采场宽度小于12 m即可保证采场顶板和上盘围岩总是处于无支护稳定区,满足采场安全生产要求。为了确定采场的合理回采顺序,使用FLAC^(3D)有限元模拟软件分别对4种不同回采顺序进行了模拟分析,对比了不同回采顺序下采场的应力、位移、塑性区,最终确定最优回采方案为从矿体南端向北端依次回采。研究结果可为阿舍勒铜矿回采设计提供依据,并能为国内同类矿山的回采设计提供参考。 展开更多

关键词 修正mathews稳定图法 采场结构参数 数值模拟 回采方案

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采场结构参数优化的Mathews稳定图法 被引量：4

5

作者 李施庆 熊庭永 +3 位作者 曲伟勋 宋恩祥 于曙华 同李冰 《现代矿业》 CAS 2019年第5期153-155,160,共4页

由于开采技术优化和开采设备的更新,九仗沟金矿开采过程中出现矿房设计过于保守、开采成本过高等问题。针对九仗沟金矿破碎带内矿体开采的相关问题,进行地下矿岩地质信息的编录,调查统计出Mathews稳定图法所需要的参数。根据这些参数,应... 由于开采技术优化和开采设备的更新,九仗沟金矿开采过程中出现矿房设计过于保守、开采成本过高等问题。针对九仗沟金矿破碎带内矿体开采的相关问题,进行地下矿岩地质信息的编录,调查统计出Mathews稳定图法所需要的参数。根据这些参数,应用Mathews稳定图法中稳定系数的计算方法计算出每个矿房的稳定系数,然后通过矿房稳定系数在Mathews稳定图上计算出每个矿房的水力半径值和极限跨度。研究结果表明:矿房的极限跨度为7.5m。为保证安全生产,实际生产中矿房跨度应该控制在7.5m以下。 展开更多

关键词 上向进路法 参数优化 mathews稳定图法 极限跨度

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Mathews稳定图法在确定矿山采场暴露面积中的应用 被引量：7

6

作者 肖军 《新疆有色金属》 2013年第2期19-20,共2页

Mathews稳定图方法是一种相对简单且基于实践的岩石分类系统,利用该方法可以科学合理的测算出矿体顶板的稳定暴露面积以及围岩的稳定暴露面积,为矿山合理布置采场提供理论参数。

关键词 mathews稳定图法 采场暴露面积

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基于修正Mathews图表法与FLAC^(3D)对某金矿回采方案的优化研究 被引量：14

7

作者 徐荃 吴志波 +1 位作者 陈小伟 范文录 《中国矿山工程》 2021年第1期29-35,共7页

本文采用修正Mathews稳定图表法和FLAC^(3D)数值模拟软件相结合的方法,对某金矿深部采场布置形式和结构参数进行了优化研究,根据采矿方法和矿体形态设计五种可行的优化方案,根据图表和数值模拟分析结果确定五种方案中合理的矿房矿柱尺... 本文采用修正Mathews稳定图表法和FLAC^(3D)数值模拟软件相结合的方法,对某金矿深部采场布置形式和结构参数进行了优化研究,根据采矿方法和矿体形态设计五种可行的优化方案,根据图表和数值模拟分析结果确定五种方案中合理的矿房矿柱尺寸和布置方式,保证了在安全生产条件下较高的回采效率,对类似矿山设计和生产工作有一定的参考价值。 展开更多

关键词 mathews稳定图法 采场结构参数 数值模拟

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修正Mathews图表法在九仗沟金矿的应用 被引量：1

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作者 赵子乔 赵兴东 《采矿技术》 2014年第6期36-38,60,共4页

岩体稳定分级系统经过长期的发展,已经发展出很多不同的体系。Mathews图表法作为NGI评价系统的延伸方法,在国外已经有相当广泛的应用和深入的研究,国内对Mathews方法的应用还处在初级阶段。采用原Mathews方法和修正后的Mathews方法对九... 岩体稳定分级系统经过长期的发展,已经发展出很多不同的体系。Mathews图表法作为NGI评价系统的延伸方法,在国外已经有相当广泛的应用和深入的研究,国内对Mathews方法的应用还处在初级阶段。采用原Mathews方法和修正后的Mathews方法对九仗沟金矿的岩体稳定性进行了评价,对比两种分析结果。与原Mathews法相比,经过参数修正后的Mathews方法更为准确。 展开更多

关键词 mathews稳定图法 参数修正 稳定性分级

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某铜多金属矿采空区稳定性综合评价及治理方案研究 被引量：6

9

作者 刘彬 《采矿技术》 2023年第6期88-93,共6页

针对湖南某铜多金属矿存在的采空区规模大、安全隐患大的问题,开展采空区稳定性综合评价及治理方案研究。通过试验与理论分析相结合的方法获得矿山岩体力学参数与岩体质量分级结果,并在此基础上,结合现场调查、岩体分级法、Mathews稳定... 针对湖南某铜多金属矿存在的采空区规模大、安全隐患大的问题,开展采空区稳定性综合评价及治理方案研究。通过试验与理论分析相结合的方法获得矿山岩体力学参数与岩体质量分级结果,并在此基础上,结合现场调查、岩体分级法、Mathews稳定图法、数值模拟分析等手段对矿山采空区稳定性进行综合评价,并给出合理的采空区治理方案,为矿山安全、稳定、高效生产奠定理论基础。 展开更多

关键词 岩体分级法 mathews稳定图法 数值模拟 采空区治理

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某铜矿浅孔留矿嗣后充填法采场结构参数优化 被引量：1

10

作者 尹裕 黄开飞 郭振鹏 《现代矿业》 CAS 2024年第6期40-44,共5页

某铜矿经过多年开采,采场结构参数未及时改进,导致矿山生过程中存在安全性差、开采效率低等问题。为了保证矿山采空区安全稳定,合理提升生产效益,通过拓展Mathews稳定图法及数值模拟对采场结构参数进行优化。结果表明:利用拓展Mathews... 某铜矿经过多年开采,采场结构参数未及时改进,导致矿山生过程中存在安全性差、开采效率低等问题。为了保证矿山采空区安全稳定,合理提升生产效益,通过拓展Mathews稳定图法及数值模拟对采场结构参数进行优化。结果表明:利用拓展Mathews稳定图法确定采场顶板稳定性水力半径为4.4 m,采场边帮稳定性水力半径为10.0 m。结合位移、塑性区云图,在间柱宽度为10 m时,内部塑性区存在连通现象,不利于采场长期稳定,间柱宽度应在12 m以上。采场长度为40 m、边帮高度为40 m时,建议采场宽度为10 m,间柱宽度为12 m。 展开更多

关键词 拓展mathews稳定图法 采场结构参数 数值模拟 浅孔留矿嗣后充填法

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缓倾斜中厚磷矿条带嗣后充填采矿法采场结构参数优选研究

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作者 郭虎强 周勇 +2 位作者 贺保龙 江飞飞 牛聪聪 《采矿技术》 2024年第5期90-97,共8页

四川某缓倾斜中厚磷矿Ⅱ号矿层中部发育有一层稳定的夹层,为解决矿山安全、高效回采面临的困难,拟推荐采用条带嗣后充填采矿法,优化研究出经济合理的采场结构参数。通过Mathews稳定图法,以95%稳定概率为目标对采场结构参数进行分析,基... 四川某缓倾斜中厚磷矿Ⅱ号矿层中部发育有一层稳定的夹层,为解决矿山安全、高效回采面临的困难,拟推荐采用条带嗣后充填采矿法,优化研究出经济合理的采场结构参数。通过Mathews稳定图法,以95%稳定概率为目标对采场结构参数进行分析,基于分析结果,采用FLAC3D数值模拟软件对采场中矿房、矿柱宽度分别为5 m、10 m、15 m的5种组合工况进行采场结构稳定性分析。结果表明:盘区矿柱位移量、最大应力随采场宽度的增加呈增大趋势,且回采扰动对夹层影响显著;当采场长度在60~80 m时,95%稳定概率的采场宽度为10~14 m,暴露面积在620~1 100 m^(2);当采场矿房宽度大于矿柱宽度时,更有利于采场稳定。综合Mathews稳定图法与FLAC3D数值模拟结果,结合采场免压拱发育过程,推荐采场长度在60~80 m,矿房宽度为10~14 m,矿柱宽度为8~10 m。 展开更多

关键词 条带嗣后充填采矿法 mathews稳定图法 采场结构参数 FLAC3D数值模拟

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李家沟矿区超前开采安全技术要素分析 被引量：3

12

作者 刘武团 张海磊 +2 位作者 王成财 赵丽军 孙嘉 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第3期169-172,共4页

由于被迫在覆盖岩下放矿和矿体中夹石的大量存在,厂坝铅锌矿李家沟矿区出矿品位持续低迷;矿区902 m中段矿体品位高且赋存完整,超前回采该区域富矿可有效提升李家沟矿区出矿品位。根据902 m中段工程地质和矿体赋存特征,运用Mathews稳定图... 由于被迫在覆盖岩下放矿和矿体中夹石的大量存在,厂坝铅锌矿李家沟矿区出矿品位持续低迷;矿区902 m中段矿体品位高且赋存完整,超前回采该区域富矿可有效提升李家沟矿区出矿品位。根据902 m中段工程地质和矿体赋存特征,运用Mathews稳定图法,优化了采场极限暴露面积和结构参数。在对采空区塌陷大面积连锁冒落效应致灾机理分析的基础上,建立了地下开挖工程围岩系统的协同承载作用突变模型,分析了超前开采区域矿柱和顶板的稳定性,并提出了采空区嗣后充填和建立地监监测系统的安全措施。实践结果表明:结合Mathews稳定图法和有限元软件分析,可以实现数据的相互验证和决策,为李家沟矿区902 m中段超前回采提供安全保障。 展开更多

关键词 超前回采 mathews稳定图法 暴露面积 连锁效应 采空区稳定性

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缓倾斜薄矿体采场极限暴露面积与参数优化 被引量：10

13

作者 甯瑜琳 胡建华 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期14-17,共4页

针对大厂铜坑矿锌铜矿体的工程地质条件和缓倾斜薄矿体的赋存特征，运用Mathew稳定图法及正交数值模拟的研究方法，获得了极限暴露面积下的力学特征规律，综合确定了采场的极限暴露面积。结果显示，保障矿山采场稳定的条件下，在采场长... 针对大厂铜坑矿锌铜矿体的工程地质条件和缓倾斜薄矿体的赋存特征，运用Mathew稳定图法及正交数值模拟的研究方法，获得了极限暴露面积下的力学特征规律，综合确定了采场的极限暴露面积。结果显示，保障矿山采场稳定的条件下，在采场长度为30m和40m时，Mathew稳定图法得出最大暴露面积分别为924．32m2和980．64m2；数值模拟计算的极限暴露面积介于900～1000m2；为实现矿山开采的安全，确定锌铜矿采场极限暴露面积为900m2。研究结果表明，通过两种方法，可以实现数据的相互验证和决策，能够在保障矿山采场安全开采条件下合理确定矿山的极限暴露面积。 展开更多

关键词 缓倾斜薄矿体 暴露面积 mathew稳定图法 正交数值模拟

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五立铁矿采场结构优化数值模拟 被引量：5

14

作者 孙臣良 张锦 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第8期41-46,共6页

合理的采场结构参数是实现矿山安全高效开采的重要前提。针对五立铁矿的矿岩条件,设计采用阶段空场嗣后充填法开采围岩稳固的厚大矿体。以此为工程背景,采用Mathews稳定图法与FLAC^(3D)数值模拟相结合的方法对采场结构参数进行优化研究... 合理的采场结构参数是实现矿山安全高效开采的重要前提。针对五立铁矿的矿岩条件,设计采用阶段空场嗣后充填法开采围岩稳固的厚大矿体。以此为工程背景,采用Mathews稳定图法与FLAC^(3D)数值模拟相结合的方法对采场结构参数进行优化研究。首先利用Mathews稳定图法初步选定采场结构参数,计算得出采场临界跨度为22m;然后通过改变采场跨度,借助FLAC^(3D)数值模拟软件进行优化分析,得出16 m和18 m的矿房跨度下,矿房可以保持稳定,因此建议矿房跨度小于18 m。 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填法 采场结构参数 mathews稳定图法 数值模拟

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瓮福磷矿大塘矿阶段空场嗣后充填采场结构参数设计 被引量：5

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作者 向品倪 《中国矿山工程》 2023年第3期19-25,共7页

大直径深孔阶段空场嗣后充填法是开采倾斜极厚矿体安全有效方法,合理的采场结构参数是维持采场稳定的前提。以瓮福磷矿白岩矿区大塘矿为工程背景,采用Mathews稳定图法确定了一步骤采场结构参数,基于“隔一采一”的回采方案,利用数值软件... 大直径深孔阶段空场嗣后充填法是开采倾斜极厚矿体安全有效方法,合理的采场结构参数是维持采场稳定的前提。以瓮福磷矿白岩矿区大塘矿为工程背景,采用Mathews稳定图法确定了一步骤采场结构参数,基于“隔一采一”的回采方案,利用数值软件FLAC^(3D)研究了采场稳定性。结果表明,一步骤和二步骤采场结构参数均为45 m×15 m×30 m条件下,充填体及周围矿房均未达到其临界破坏强度,采场结构参数合理。研究结果为倾斜极厚矿体的安全回采提供了理论支撑。 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填法 倾斜极厚矿体 mathews稳定图法 采场结构参数

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