数值模拟在某铁矿采场结构参数优化方案选择中的应用.pdf

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1、中国矿山工程2014年8月·5O·ChinaMineEngineering第43卷第4期数值模拟在某铁矿采场结构参数优化方案选择中的应用Applicationofnumericalsimulationintheschemeselectionofstopestructureparametersoptimizationofanironmine李想(福建省安全生产科学研究院，福建福州350003)摘要：以某铁矿采场结构参数优化方案选择为背景，以数值模拟为研究手段，通过对A、B两种方案所形成的空区的受力状况、塑性区

2、分布、危险度等因素进行模拟分析，得出A、B两方案在维持空区稳定方面均可行，B方案更优的结论，结合B方案便于矿石回采、节约开采成本的优点，最终推荐B方案。关键词：采场结构参数；数值模拟；采空区；矿柱Abstract：Takingtheschemeselectionofstopestructureparameteroptimizationofanironmineasthestudybackground．thestressstate，plasticzonedistributionandriskfactorsofm

3、ined—outareasofschemeAandBwereanalyzedbyusingnumericalsimulati0nmethod．ItconcludedthatschemeAandBwerebothfeasibleinkeepingthestabilityofmined．outareas．andBwasberter．CombinedwiththeadvantagesofschemeB，suchasconvenientmining，saveminingcostandSOno．schemeBisth

4、efinalrec0mmenda【j0n．Keywords：stopestructureparameters；numericalsimulation；mined—outareas；pillars1日U吾某铁矿山年产铁矿石40万～50万t。矿山分东、西矿段，由大小5个矿体构成，开采标高+320～+50m。目前，矿山的主要生产工作集中在I矿体的西部及Ⅲ矿体下部。随着生产经验的积累及生产设备的更新，技术部门提出：即将开采的V矿体，矿岩致密坚硬，工程地质条件较好，若继续采用房柱采矿法，采场结构参数可适当调整。为此，

5、拟设计了A、B两种方案，并采用数值模拟的方法确定其可行性及优劣程度。2V矿体工程地质概况V矿体总倾向295。左右，倾角5。～42。，平均28。左右，最大埋深275m，平均埋深150m，矿体呈北东25。方向带状分布，延长312m。东西水平平均宽度196．6m，矿体垂厚0．69～24．21ITI，平均9．89m。矿体上盘主要以大理岩、大理岩化灰岩为主，矿体下盘主要为变粉砂岩及矽卡岩夹层，矿石矿物主要为磁铁矿，次为赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿、闪锌矿，含少量黄铜矿、白铁矿、孔雀石。矿岩致密坚硬，节理裂隙不太发育，完整性

6、好，属稳固至极稳固矿体，矿岩力学参数见表1。3采矿方法概述目前矿山主要采用的采矿方法为水平进路房柱采矿法，对于少量矿体厚度>12m的矿体采用垂直走向布置·54·中国矿山工程2014年(第43卷)7结语本文在建立数值模型的基础上，对A、B两种方案所形成空区顶板、支撑矿柱的受力状况、塑性区、危险度等情况进行模拟分析，最终得出A、B两种方案在维持采空区稳定方面均可行，B方案所形成的采空区更为稳定的结果。结合B方案便于矿石回采，节约开采成本的优点，本文推荐使用B方案作为最终的矿房结构参数优化方案。这种方法对类似矿山

7、的矿房结构参数优化方案选择具有一定的参考价值。[参考文献][1]彭文斌．FLAC3D实用教程[M]．北京：机械工业出版图12B方粟支撑矿柱剪切危险度社，2007．[2]吴国兴．缓倾斜采空区稳定性分析及处理方案[D]．赣均会出现不同程度的剪切破坏。A方案的支撑矿柱州：江西理工大学，2011．受剪破坏比较普遍，矿柱中间的最大剪切危险度系[3]林景．缓倾斜矿体采空区稳定性数值模拟研究[J]．数为1．09左右，矿柱会呈现剥落状损坏，但其损坏矿业工程，2010，(8)1：17—20．程度不严重。B方案的支撑矿柱受剪切

8、破坏较为轻[4]柴炜．马坑铁矿采空区稳定性分析和处理技术研究微，其连续矿柱两端中间部位的最大剪切危险度系[D]．赣州：江西理工大学，2009．数为1．05，且范围极小。因此，从支撑矿柱的剪切[5]谢晓斌．龙门山矿区L一23矿体上行式开采技术研究危险度系数来判断B方案明显优于A方案，这与支[D]．赣州：江西理工大学，2012．撑矿柱塑性区的分析结果一致。[6]林韵梅等．岩石分级的理论与实践[M]．北京：冶金工业出版