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基于尖点突变理论的采场矿柱稳定性分析 被引量:2
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作者 文小松 王沉 +2 位作者 黄欣欣 龙绍亮 李程 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期897-908,共12页
在开采埋藏较深的矿床时,往往需要留设一定宽度的永久矿柱来保证采场的稳定性,因此科学合理地设计矿柱宽度至关重要。以贵州某磷矿为研究对象,运用Hoek-Brown强度准则与矿柱面积承载理论推导了房柱法开采时采场矿柱安全系数表达式;在分... 在开采埋藏较深的矿床时,往往需要留设一定宽度的永久矿柱来保证采场的稳定性,因此科学合理地设计矿柱宽度至关重要。以贵州某磷矿为研究对象,运用Hoek-Brown强度准则与矿柱面积承载理论推导了房柱法开采时采场矿柱安全系数表达式;在分析矿柱承载机理的基础上,利用矿柱尖点突变理论建立方形矿柱失稳突变模型,得到方形矿柱失稳的充要条件,并通过数值模拟和现场试验进行验证分析。结果表明:矿山安全矿柱宽度应大于5.8 m,安全系数不小于1.5,在数值模拟验证和实际生产中,取矿柱宽度为6 m;当矿柱宽度设计为6 m时,采场矿柱最大沉降位移为14.75 mm,最大应力为3.88 MPa,均在矿柱稳定可控范围之内;数值模拟结果与现场监测结果基本吻合,且矿柱表面未发生明显破损和开裂现象。 展开更多
关键词 磷矿 矿柱稳定性 矿柱宽度 面积承载理论 尖点突变理论
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深部回采矿柱稳定性影响因素分析及其应用 被引量:31
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作者 陈顺满 吴爱祥 +1 位作者 王贻明 陈勋 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2050-2057,共8页
为研究深部回采过程中矿柱稳定性影响因素的敏感程度,在保证矿柱安全的前提下,科学设计合理的矿柱宽度至关重要。以黑良山磷矿为研究背景,分析深部回采矿柱承载机理、失稳形式和主要影响因素,运用普氏理论和BIENIAWSKI矿柱强度公式推导... 为研究深部回采过程中矿柱稳定性影响因素的敏感程度,在保证矿柱安全的前提下,科学设计合理的矿柱宽度至关重要。以黑良山磷矿为研究背景,分析深部回采矿柱承载机理、失稳形式和主要影响因素,运用普氏理论和BIENIAWSKI矿柱强度公式推导方形矿柱的安全系数计算公式。设计基于正交试验的极差分析法对矿柱稳定性影响因素的敏感性进行分析,并研究矿柱安全系数与主要影响因素之间的关系。结合黑良山磷矿工程实例,计算深部开采中矿柱的合理宽度。研究结果表明:对矿柱稳定性影响最显著的因素为矿柱宽度、矿房宽度和矿柱抗压强度;矿柱安全系数随矿柱宽度的增加呈幂函数递增,随矿房宽度的增加呈负指数递减,随矿柱抗压强度的增加呈线性函数递增;验证了所计算的深部开采中矿柱宽度的合理性,可为深部开采中矿柱合理宽度设计提供依据。 展开更多
关键词 深部回采 矿柱稳定性 敏感性分析 正交试验
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层状倾斜矿体矿柱稳定性特征及矿房参数优化 被引量:15
3
作者 叶海旺 龙贵川 +2 位作者 王其洲 雷涛 李宁 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第5期25-35,共11页
湖北某磷矿开采过程中矿柱浅层岩体剥落破坏特征突出,严重影响了矿柱稳定性及采场围岩安全。采用极限强度理论和数值模拟方法,结合层状矿体倾斜赋存条件,研究了矿柱埋深、矿柱尺寸、矿柱间距等因素对矿柱安全系数和稳定性的影响规律,并... 湖北某磷矿开采过程中矿柱浅层岩体剥落破坏特征突出,严重影响了矿柱稳定性及采场围岩安全。采用极限强度理论和数值模拟方法,结合层状矿体倾斜赋存条件,研究了矿柱埋深、矿柱尺寸、矿柱间距等因素对矿柱安全系数和稳定性的影响规律,并给出了该矿房柱法开采的指导参数。研究表明:(1)对于埋深变化显著的层状倾斜磷矿床而言,当采深小于500 m时,选取5 m×5 m矿柱、9 m矿柱间距的采场布置参数,可保证矿柱和矿房顶板安全,当采深超过500 m后需进行参数优化。(2)矿柱尺寸是决定矿柱稳定性的主要因素,却是控制矿房顶板下沉的次要因素。当采用9 m矿柱间距时,将矿柱尺寸设计为6 m×6 m可有效减小矿柱变形量。(3)矿柱间距是决定矿房顶板围岩稳定性和矿柱变形程度的主要因素。工程实践表明,开采深度达到500 m后,采用5 m×5 m的矿柱尺寸,并且将矿柱间距减小至7 m,可显著减小矿柱和矿房围岩变形,有效降低矿柱荷载,使其处于稳定状态。 展开更多
关键词 地下开采 房柱法 矿柱稳定性 极限强度 数值分析
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矿柱稳定性影响因素敏感性分析及其应用研究 被引量:49
4
作者 宋卫东 曹帅 +2 位作者 付建新 江国建 吴锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期271-277,共7页
为研究矿柱稳定性影响因素的敏感程度,以招金大尹格庄金矿为研究背景,从矿柱载荷、强度、失稳形式及影响因素确定四方面推导出两种矿柱形式的安全系数计算公式,设计采用6因素5水平正交试验对矿柱稳定性影响因素敏感性进行分析,并研究主... 为研究矿柱稳定性影响因素的敏感程度,以招金大尹格庄金矿为研究背景,从矿柱载荷、强度、失稳形式及影响因素确定四方面推导出两种矿柱形式的安全系数计算公式,设计采用6因素5水平正交试验对矿柱稳定性影响因素敏感性进行分析,并研究主要影响因素与矿柱安全系数之间的函数关系。研究表明,矿柱宽度、矿体开采深度和矿房宽度3个主要因素对矿柱稳定性影响程度是最为剧烈的;矿柱安全系数随着矿柱宽度地增加呈指数形式递增且递增速率不断加大,随矿体开采深度地增加呈幂函数形式递减且递减速率逐渐变缓,随矿房宽度地增加呈负指数形式递减且降低速率逐渐变慢。利用DPS和Matlab建立的矿柱安全系数回归方程得出保证安全生产的合理矿柱尺寸,矿房宽度应不超过8 m,布置条形矿柱宽度应不小于3.6 m,布置方形矿柱宽度应不小于5.9 m。结合采场矿柱布置实际,应用效果较为理想,可为下中段矿体回采矿块布置提供较好的依据。 展开更多
关键词 正交试验法 敏感性分析 矿柱稳定性 安全系数法 回归方程
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缓倾斜中厚磷矿床矿柱稳定性及采场结构优化 被引量:14
5
作者 李小双 李耀基 +1 位作者 王孟来 朱建新 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第5期44-47,共4页
以云南磷化集团晋宁磷矿6号坑口东采区+2 150 m水平缓倾斜中厚磷矿床为研究对象,通过矿山压力平面应力相似模拟试验台,进行了房柱采矿法下矿柱稳定性及采场结构参数优化的相似模拟试验。基于试验结果,研究了沿矿体走向推进过程中采场顶... 以云南磷化集团晋宁磷矿6号坑口东采区+2 150 m水平缓倾斜中厚磷矿床为研究对象,通过矿山压力平面应力相似模拟试验台,进行了房柱采矿法下矿柱稳定性及采场结构参数优化的相似模拟试验。基于试验结果,研究了沿矿体走向推进过程中采场顶板围岩与矿柱的应力、变形破断规律,同时对采场矿柱宏观失稳破坏模式和失稳机理进行了探讨分析,并对房柱法开采下采场结构参数进行了优化。结果表明:房柱法开采下采场围岩的变形破断具有明显的3个阶段特征,按照变形破坏程度,房柱法开采后,采场覆岩划分为垮落带、裂隙贯通带以及微裂隙松动带;矿体开挖结束后,对采场的个别矿柱进行回收,回采结束后矿柱会突然发生整体大规模的垮塌失稳破坏,呈现出明显的"多米诺骨牌效应";同时建议采用矿房10 m,矿柱8 m的采场结构参数,以保证采矿安全。研究结果可为该采区深部矿体或类似条件的矿山开采提供理论和技术上的指导和建议。 展开更多
关键词 缓倾斜中厚磷矿床 矿柱稳定性 房柱法 相似模拟 采场结构 优化
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多夹层盐穴储气库群间矿柱稳定性研究 被引量:15
6
作者 王同涛 闫相祯 +1 位作者 杨恒林 杨秀娟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期790-795,共6页
以某拟建多夹层盐穴储气库为工程背景,利用FLAC3D建立了拟建盐穴储气库有限元计算模型,讨论了矿柱宽度、内压、埋深、蠕变时间和相邻盐穴内压差等参数对盐穴储气库间矿柱受力和变形影响规律,分析了在注采气时间同步和不同步工况下矿柱... 以某拟建多夹层盐穴储气库为工程背景,利用FLAC3D建立了拟建盐穴储气库有限元计算模型,讨论了矿柱宽度、内压、埋深、蠕变时间和相邻盐穴内压差等参数对盐穴储气库间矿柱受力和变形影响规律,分析了在注采气时间同步和不同步工况下矿柱的稳定性。计算结果表明:矿柱中的应力随着埋深和相邻盐穴压差的增加而增加,随着矿柱宽度、内压和蠕变时间的增加而降低,但内压影响不显著;蠕变使得矿柱中应力逐渐变均匀,5 a以后影响不显著;内压差在蠕变过程中使得矿柱的蠕变位移大幅增加;注采气时间不同步模式对矿柱稳定不利,尤其当矿柱宽度较小时更为显著。建议盐穴储气库间矿柱宽度取2~3倍盐穴直径,相邻盐穴间矿柱宽度较小时,尽量不采用注采气时间不同步模式运行。 展开更多
关键词 多夹层盐岩 盐穴储气库 矿柱宽度 注采气模式 矿柱稳定性
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矿柱稳定性影响因素分析及合理尺寸设计 被引量:14
7
作者 陈光飞 罗昌繁 陈飞 《中国矿业》 北大核心 2019年第10期152-157,共6页
在回采埋藏较浅的矿床时,往往需要留设永久矿柱来保证地表构筑物的稳定性,在保证矿柱安全的前提下,科学合理地设计矿柱宽度至关重要。本文以某铁矿为研究背景,运用Hoek-Brown强度准则与矿柱面积承载理论推导出了采用充填法的矿山的矿柱... 在回采埋藏较浅的矿床时,往往需要留设永久矿柱来保证地表构筑物的稳定性,在保证矿柱安全的前提下,科学合理地设计矿柱宽度至关重要。本文以某铁矿为研究背景,运用Hoek-Brown强度准则与矿柱面积承载理论推导出了采用充填法的矿山的矿柱安全系数表达式,设计了正交方差试验来分析影响矿柱稳定性因素的敏感性,并研究了矿柱安全系数与各主要影响因素间的定量关系,结果表明:对矿柱稳定性影响最显著的因素为开采深度、充填体水平应力、矿房宽度、矿柱宽度,矿柱安全系数分别与之呈指数递减、指数递增、多项式递减与多项式递增的关系。根据该铁矿开采技术条件,计算出矿房宽度40m时,矿柱合理宽度为9m,并用数值模拟验证了其开采合理性。 展开更多
关键词 矿柱稳定性 正交试验 敏感性分析 面积承载理论
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石膏矿房柱式开采矿柱稳定性分析 被引量:4
8
作者 杨逾 郑志明 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期3566-3570,共5页
以辽阳文东石膏矿为工程实例,通过室内实验的方法,对静水状态下石膏矿石的在不同浸水时段的抗压强度进行了深入的研究;并采用极限平衡理论的研究方法,对房柱式开采的矿房和矿柱的合理尺寸进行了设计,并对矿柱的稳定性进行了深入的分析... 以辽阳文东石膏矿为工程实例,通过室内实验的方法,对静水状态下石膏矿石的在不同浸水时段的抗压强度进行了深入的研究;并采用极限平衡理论的研究方法,对房柱式开采的矿房和矿柱的合理尺寸进行了设计,并对矿柱的稳定性进行了深入的分析。结果表明:在自然状态和浸水状态下,辽阳文东石膏矿"采8 m留6 m"的房柱式开采设计方案,矿柱的安全系数均大于一般性建筑物的安全系数1.5的要求,能保证矿柱的稳定性,从而进行安全生产。 展开更多
关键词 石膏矿 房柱式开采 抗压强度 合理尺寸 矿柱稳定性
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基于高斯过程机器学习算法的矿柱稳定性分析 被引量:4
9
作者 赵国彦 刘建 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1725-1729,共5页
矿柱是地下矿山支撑顶板围岩、维持采场稳定的关键结构要素。为迅速准确地判别矿柱稳定性,选取矿柱宽度、矿柱高度、矿柱宽高比、矿岩单轴抗压强度和矿柱承受载荷作为影响指标,利用高斯过程机器学习算法建立矿柱状态与其主要影响因素之... 矿柱是地下矿山支撑顶板围岩、维持采场稳定的关键结构要素。为迅速准确地判别矿柱稳定性,选取矿柱宽度、矿柱高度、矿柱宽高比、矿岩单轴抗压强度和矿柱承受载荷作为影响指标,利用高斯过程机器学习算法建立矿柱状态与其主要影响因素之间的非线性映射关系,进而提出一种基于高斯过程二元分类(GPC)的矿柱状态识别模型。结合工程实例,以40组样本数据进行训练,以10组样本数据对该模型进行检验,并与ANN和SVM进行对比。结果表明,矿柱状态识别的高斯过程模型是科学可行的,该模型具有参数自适应化获取、分类精度高、计算复杂度低等优点,还可对矿柱状态判别结果的不确定性或可信度进行定量化评价。 展开更多
关键词 安全工程 矿柱稳定性 状态识别 高斯过程 机器学习
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基于机器学习算法及Stacking融合集成模型的矿柱稳定性分析 被引量:10
10
作者 张文革 董陇军 +4 位作者 王加闯 龚甦文 罗才严 郝晨良 曹恒 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第10期67-74,共8页
留设矿柱作为确保矿山地下安全开采的重要手段,开展其稳定性研究对矿山的安全生产具有重要意义。为此,基于机器学习算法及Stacking融合策略开展了矿柱稳定性分析。首先,通过对原始矿柱稳定性数据样本进行统计分析,利用SMOTE(Synthetic M... 留设矿柱作为确保矿山地下安全开采的重要手段,开展其稳定性研究对矿山的安全生产具有重要意义。为此,基于机器学习算法及Stacking融合策略开展了矿柱稳定性分析。首先,通过对原始矿柱稳定性数据样本进行统计分析,利用SMOTE(Synthetic Minority Over-sampling Technique)算法对原始数据进行了样本平衡化处理,并按照80%的数据作为训练集、20%的数据作为测试集进行划分。其次,使用随机森林算法(Random Forest,RF)、K-近邻算法(K-nearest Neighbor,KNN)、支持向量机算法(Support Vector Machine,SVM)、线性判别降维算法(Linear Discriminant Dimensionality Reduction,LDA)、多层神经网络算法(Multi-layer Neural Network,MLPC)以及逻辑回归算法(Logistic Regression,LR)等不同算法进行分类计算。然后,通过随机搜索算法和五折交叉验证来获取每个模型的最优超参数,并分别选取上述单个方法为元模型,结合Stacking融合策略构建6种集成模型。最后,通过对比评价模型的准确率、召回率、精确率和F_(1)指数等指标来确定最佳的评估方法。研究表明:在传统机器学习算法中,SVM算法在分类任务中表现最优,而在采用Stacking融合策略的集成模型中,以随机森林作为元模型的Stacking模型展现出最佳性能;此外,通过采用Stacking融合策略,整个集成算法模型相较于各个算法对应的元模型,性能得到明显提升。 展开更多
关键词 矿柱稳定性 超参数优化 Stacking融合策略 性能评估
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基于尖点突变理论的大团山矿床盘区顶板-矿柱稳定性分析 被引量:1
11
作者 钱柏青 《中国矿业》 北大核心 2015年第S1期308-310,共3页
铜陵冬瓜山铜矿的大团山矿床-580m水平以上主要采用盘区回采的方式进行采矿。为安全高效回采大盘区之间经济效益相当可观的矿柱资源,需要对盘区矿柱回收方案的安全性进行论证。本文尝试将尖点突变模型与大团山矿床的具体条件相结合,研... 铜陵冬瓜山铜矿的大团山矿床-580m水平以上主要采用盘区回采的方式进行采矿。为安全高效回采大盘区之间经济效益相当可观的矿柱资源,需要对盘区矿柱回收方案的安全性进行论证。本文尝试将尖点突变模型与大团山矿床的具体条件相结合,研究盘区顶板-矿柱系统的稳定性,为大团山矿床的矿柱回采方案评价探索了实用的评估技术。 展开更多
关键词 冬瓜山铜矿 大团山矿床 顶板-矿柱稳定性 尖点突变模型
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基于离散元-机器学习的铝土矿矿柱强度预测方法 被引量:5
12
作者 朱德福 王德玉 于彪彪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3038-3050,共13页
矿柱极限承载能力与矿柱尺寸参数密切相关,科学地预测矿柱强度是空场法安全高效开采铝土矿的关键。为了准确高效地预测矿柱强度,融合运用离散元方法(DEM)的模型参数化、样本数据强扩展性与机器学习(ML)方法的数据驱动优势,选取矿柱尺寸... 矿柱极限承载能力与矿柱尺寸参数密切相关,科学地预测矿柱强度是空场法安全高效开采铝土矿的关键。为了准确高效地预测矿柱强度,融合运用离散元方法(DEM)的模型参数化、样本数据强扩展性与机器学习(ML)方法的数据驱动优势,选取矿柱尺寸参数(长、宽、高)作为影响因子,开发了Grasshopper参数化建模电池组,实现了等块体密度的矿柱黏合块体模型(BBM)的参数化构建,结合矿体节理分布特征实测结果,利用3DEC程序构建了300组黏合块体-离散裂隙网络(BBM-DFN)矿柱离散元数值模型,开展了矿柱承载特性试验,监测并建立了机器学习数据集,且验证了此数据集的可靠性;分别以支持向量机(SVM)、BP神经网络、随机森林(RF)、高斯过程回归(GPR)4种算法构建了矿柱强度预测模型,根据回归类模型评价指标(判定系数R2、可解释方差E_(EVS)、平均绝对误差E_(MAE)、均方误差E_(MSE))开展了最优模型的评选,结合改进的量子粒子群智能优化算法(IQPSO)进一步优化模型,利用该模型建立了矿柱影响因子与强度之间的非线性映射关系。研究表明:由矿柱强度参数化模拟结果可知,随着矿柱宽高比增加强度显著提升,长宽比对强度影响幅度相对较小,当矿柱高度和横截面积相同时,不同截面矿柱承载能力依次为:正方形>长方形;当矿柱宽高比大于1时,方形截面矿柱强度影响因子敏感性主次顺序为:矿柱宽(长)度>矿柱高度;根据机器学习算法指标综合评价,SVM模型是矿柱强度预测的最佳模型(R^(2)=0.953、E_(EVS)=0.953、E_(MAE)=0.608、E_(MSE)=0.551),结合IQPSO算法优化后模型预测性能得到了进一步提升(R2=0.985、E_(EVS)=0.986、E_(MAE)=0.373、E_(MSE)=0.239);将IQPSO-SVM矿柱强度预测值与3种经典硬岩矿柱强度公式计算结果进行了讨论分析,得出了Hedley公式针对铝土矿强度计算不适用,Krau-land公式适用于宽高比小于4时,Esterhuizen公式可通过调整不连续因子(F)进行较为准确的强度计算。研究成果为硬岩矿柱强度的预测提供了一种解决方案,拓宽了矿柱(群)稳定性评价的思路。 展开更多
关键词 铝土矿 矿柱强度 离散元方法 机器学习 矿柱(群)稳定性
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金川二矿区+1000m中段水平矿柱回采方法研究 被引量:9
13
作者 寇永渊 李光 +2 位作者 邹龙 马凤山 郭捷 《黄金科学技术》 CSCD 2020年第3期353-362,共10页
针对金川镍矿二矿区+1000 m中段开采实际,利用ANSYS建立大型三维数值模型,基于FLAC3D进行数值模拟计算,对+1000 m中段水平矿柱回采期间充填体及地表的应力和位移变化趋势进行分析,综合评价了二矿区+1000 m水平矿柱回采期间充填体的稳定... 针对金川镍矿二矿区+1000 m中段开采实际,利用ANSYS建立大型三维数值模型,基于FLAC3D进行数值模拟计算,对+1000 m中段水平矿柱回采期间充填体及地表的应力和位移变化趋势进行分析,综合评价了二矿区+1000 m水平矿柱回采期间充填体的稳定性。研究结果表明:(1)在回采过程中,应力显现明显,上下盘累积位移量较大;当水平矿柱厚度为20~30 m时,矿柱应力变化显现剧烈,最大主应力值达到峰值;(2)充填体是从围岩接触带部分开始破坏,向充填体中央发展,靠近上盘的充填体比靠近下盘的充填体破坏严重;(3)提出了2种回采方案,并进行了对比分析,结果显示在回采过程中,应力显现明显,上下盘累积位移量较大,2种方案均未出现大面积坍塌灾变的现象。通过对比综合应力和位移变化曲线可知:方案二优于方案一,但2种方案在回采矿柱末期均面临着水平矿柱大面积塑性破坏和局部失稳的危险。 展开更多
关键词 金川矿区 充填开采 水平矿柱回采 充填体变形 矿柱稳定性 数值模拟分析
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深井矿山复杂边界矿柱回采研究
14
作者 冯福康 罗周全 张保 《金属矿山》 CAS 北大核心 2010年第8期21-25,共5页
采用充填法两步骤回采的深井矿山,由于采场爆破设计、现场施工偏差或采空区的部分垮塌等原因,矿柱边界会极不规则,回采时往往存在充填体部分垮塌、矿柱贫损严重等问题。结合冬瓜山铜矿实际,在采用RFPA2D软件对矿柱进行稳定性模拟分析的... 采用充填法两步骤回采的深井矿山,由于采场爆破设计、现场施工偏差或采空区的部分垮塌等原因,矿柱边界会极不规则,回采时往往存在充填体部分垮塌、矿柱贫损严重等问题。结合冬瓜山铜矿实际,在采用RFPA2D软件对矿柱进行稳定性模拟分析的基础上,利用CMS实测得到的空区数据,借助Surpac软件建立-730水平2个相邻采空区的三维模型;通过将空区模型与矿柱设计模型复合,得到了实际可供开采的矿柱设计模型;分析预测了矿柱回采时爆破动载对充填体的影响,阐述了边界炮孔到充填体距离、边界孔装药的选择与矿柱回采的密切关系;利用Surpac软件剖切得到的矿柱剖面作为爆破设计的依据,获得了爆破设计的合理范围,实现了矿柱的优化回采。 展开更多
关键词 采矿 CMS SURPAC 矿柱稳定性 矿柱优化回采
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传统矿柱安全系数计算公式优化研究 被引量:9
15
作者 黄敏 Kulatilake P H S W +2 位作者 罗嗣海 方偏桃 赵聪聪 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期32-37,共6页
从矿柱强度、矿柱所受荷载等多方面对湖南省某铅锌矿采空区矿柱稳定性展开了深入研究,并采用基于面积承载理论及普氏理论对矿区1365根矿柱的安全系数进行了计算与分析,结果表明,2种理论计算出的矿柱安全系数相差较大,且基于面积承载理... 从矿柱强度、矿柱所受荷载等多方面对湖南省某铅锌矿采空区矿柱稳定性展开了深入研究,并采用基于面积承载理论及普氏理论对矿区1365根矿柱的安全系数进行了计算与分析,结果表明,2种理论计算出的矿柱安全系数相差较大,且基于面积承载理论的矿柱安全系数计算公式过于保守。通过建立多种空区模型进行三维数值模拟计算与对比分析,并采用Matlab软件拟合出矿柱应力与矿柱间距、矿柱埋深之间的函数关系,最终得到适用于该铅锌矿的矿柱安全系数计算公式。研究结果可为其他类似矿山的矿柱设计、技术服务提供参考。 展开更多
关键词 采空区 矿柱稳定性 矿柱安全系数 面积承载理论 普氏理论
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上向分层充填法采矿的数值模拟研究 被引量:5
16
作者 胡丽珍 李云安 +3 位作者 雷银 王钦刚 王伟 刘莎 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第1期5-8,共4页
为了科学地评价矿区在水岩耦合条件下采矿过程中的矿柱稳定性以及地面沉降问题,避免工程经验类比法的不确定性和随意性,在工程地质勘察以及岩体物理力学试验的基础上,运用应力和位移的统一场理论,以司家营铁矿为工程背景,利用矿段的工... 为了科学地评价矿区在水岩耦合条件下采矿过程中的矿柱稳定性以及地面沉降问题,避免工程经验类比法的不确定性和随意性,在工程地质勘察以及岩体物理力学试验的基础上,运用应力和位移的统一场理论,以司家营铁矿为工程背景,利用矿段的工程地质剖面图,在有限元数值分析软件ANSYS中建立精细的三维数值计算模型,导入FLAC3D数值模拟软件进行矿区在水岩耦合条件下的数值模拟,最后获得地表沉降云图、矿柱的应力云图以及渗流场的矢量分布图。在此基础上对矿山开挖过程中的地面位移、矿柱应力和渗流场的分布特征进行了分析,对上覆岩层及地表变形和矿柱承受的应力状况进行预测。最终成果不仅可以对现阶段矿山的开采过程提供一定的科学依据,同时对矿山的安全生产具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 上向分层充填法 数值模拟 矿柱稳定性 地面沉降 水岩耦合
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佛子矿104号矿体复杂多层采空区处理技术研究 被引量:5
17
作者 叶鹏 王文杰 +2 位作者 钱立 龚韩林 潘春艳 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第4期137-141,共5页
佛子矿104号矿体经过多年浅孔留矿法开采,在矿体上部遗留了大量的采空区及矿柱;由于前期的无序处理,形成了复杂的空区赋存现状,对下部矿体的安全开采带来了严重威胁。为了科学地制定空区处理措施并回收矿柱,通过数值计算结合理论公式法... 佛子矿104号矿体经过多年浅孔留矿法开采,在矿体上部遗留了大量的采空区及矿柱;由于前期的无序处理,形成了复杂的空区赋存现状,对下部矿体的安全开采带来了严重威胁。为了科学地制定空区处理措施并回收矿柱,通过数值计算结合理论公式法对104矿柱稳定性进行对比分析,确定了各空区残留矿柱的安全系数;结合矿山现有技术条件,在综合考虑采空区安全处理及矿柱有效回采的基础上,提出了崩落充填相结合的处理方案;采用FLAC3D软件对拟定方案进行了数值模拟分析。计算结果表明:崩落充填相结合的处理方案通过强制崩落法与充填法相结合,使上部应力集中区围岩得到充分移动垮落,下部空区得到充实,达到崩柱放顶卸压、控制岩移的目的,能有效地消除空区隐患并回收矿柱,为矿山安全、经济、合理地处理采空区提供了指导。 展开更多
关键词 矿柱稳定性 采空区处理 数值模拟
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紫金山金铜矿大直径深孔阶段矿房法的试验 被引量:13
18
作者 廖德兴 《金属矿山》 CAS 北大核心 2005年第11期13-16,共4页
紫金山金铜矿上部金矿体为大规模露天开采,下部隐伏厚大铜矿体为井下开采,是一座典型的地下露天联合开采矿山。铜矿采用平硐-溜井联合开拓系统,为保证金矿与铜矿同时开采的安全,铜矿采用棋盘式框架矿柱结构,矿房矿柱分二步骤回采... 紫金山金铜矿上部金矿体为大规模露天开采,下部隐伏厚大铜矿体为井下开采,是一座典型的地下露天联合开采矿山。铜矿采用平硐-溜井联合开拓系统,为保证金矿与铜矿同时开采的安全,铜矿采用棋盘式框架矿柱结构,矿房矿柱分二步骤回采。经过技术与经济论证,一步骤矿房采用阶段矿房法回采,并于2004年完成了试验研究,获得良好效果。 展开更多
关键词 露天地下联合开采 矿柱稳定性 大直径深孔 阶段矿房采矿法 阶段矿房法 试验研究 金铜矿 紫金山 大直径 深孔 露天开采 矿柱结构 井下开采
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Mechanism analysis on pillar instability induced by micro-disturbance under critical condition 被引量:2
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作者 李江腾 曹平 《Journal of Central South University of Technology》 2005年第3期346-348,共3页
A simplified mechanical model of ultra-high pillar was established and its potential energy expression was derived under axial load on the basis of energy theory. Under critical conditions according to the nonlinear t... A simplified mechanical model of ultra-high pillar was established and its potential energy expression was derived under axial load on the basis of energy theory. Under critical conditions according to the nonlinear theory, the critical behaviors and the forming mechanism of pillar instability were discussed by external disturbance , such as stresses waves by blasting , axial force eccentricity ratherish and imperfections in pillar. The results show that the micro-disturbances attenuate with time and they are independence each other when pillar is in the stability state. Their effects on the stability of system are inessential. The correlation degree of disturbances increases sharply and various micro-disturbances are relative and nested reciprocally when the system is in critical state and they also cooperate with each other, which induces system to reach a new state. 展开更多
关键词 ultra-high pillar STABILITY potential energy critical condition micro-disturbance
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