矿柱回采中三维数值模拟的运用.pdf

《矿柱回采中三维数值模拟的运用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年4月中国矿山工程Apr．，2012第41卷第2期ChinaMineEngineeringVo1．4lNo．2矿柱回采中三维数值模拟的运用Applicationofthree——dimensionalnumericalsimulationinpillarextraction郑守宝(铜陵有色金属集团股份有限公司天马山黄金矿业有限公司，安徽铜陵244000)摘要：矿柱回采的难点在于如何确保其在回采过程中的安全，利用3D—sigma软件对拟回采的矿柱模拟回采顺序，并对开挖的整个中段进行数值分析和研究，确定开采方案，保证了矿柱回

2、采工作的安全。关建词：3D—sigma软件；矿柱；数值模拟分析；模型Abstract：Itisveryimportanttoensurethesafetyduringpillarextraction．3D-sigmasoftwareisusedtosimulatethestopingsequenceofthepillartobestopedandusingthenumericalanalysismethodtostudythewholelevelofstoping，andthepillarextractionschemeisde

3、termined．Itensuresthesafetyofthepillarextraction．Keywords：3D—sigmasoftware；pillar；numericalsimulationanalysis；model1矿床开采技术条件天马山矿Ⅱ号硫矿体呈透镜状、筒状，形态较复杂，分布于7"-9线，倾向NE，倾角30。～85。，产状不稳定。矿体沿走向长221．5m，沿倾向斜深平均75m。厚度平均18．46m。赋存标高为+46～73m。矿床成因属层控矽卡岩矿床，工业类型属于高砷硫床。围岩主要有大理岩、白云石大理岩、泥质

4、粉砂岩及角岩，部分矿体的围岩为闪长岩脉。矿体上盘围岩主要为大理岩，颜色为灰一深灰色，具有粒变晶结构，成分为方解石，粒径大小不均，一般为2．5～1mm，颗粒紧密相嵌；矿体下盘围岩主要为角页岩，颜色为灰绿色，致密块状结构，主要矿物有绢云母、石英及绿泥石、黄铁矿等。矿石与围岩均稳固。2回采矿柱现状本次拟回采的矿柱位于一55m中段南部7～9勘探线之问Ⅱ矿体，该矿体经过十多年的开采，在一55m中段南部7"-9勘探线之间已形成I采区、Ⅲ采区、Ⅳ采区3个采空区，见表1。除在Ⅲ采区和Ⅳ采区之间有一个宽10m的隔离矿柱外，还在I采区和Ⅳ采区之间留

5、设了一个新矿柱，新矿柱长宽高为70mx19mx30m，矿柱的矿量为151000t，见图1和图2。为了有效利用矿产资源，加大资源回收，矿山拟对该新矿柱进行部分回采。通过3D—sigma软件对其进行三维模拟分析和研究后，确定开采方案，保证矿柱回采工作的安全。3矿柱回采的稳定性数值模拟分析本次采空区稳定性数值模拟分析为新矿柱的开采第2期郑守宝：矿柱回采中三维数值模拟的运用·13·表1—55m中段南部7一9线采空区情况5215255图2-55m中段南沿新矿柱8线剖面图应变数值模拟、围岩地应力场数值模拟、矿山主巷道合理布置数值模拟及天然条

6、件下呷爬滑坡的稳定性数值模拟等。运用3D—Sigma程序，在二维坐标系中选择8勘探线剖面为标准平面。在该平面上进行有限元网格划分后进行面充填。转换至立体坐标系中，以充填的面为基准面进行拉伸作业。根据天马山矿井下实际回采情况，拉伸时兼顾各中段采场(或后续生成的采空区)的大小、矿柱厚度以及部分保安矿柱的厚图1-55m中段南沿7一9线新矿柱平面示意图度，至6勘探线后再往外延伸200m作为外围矿柱，方案提供理论支持。本次分析主要集中在6勘探线8线往反方向拉伸，再往外拉伸40m至9勘探线为和9勘探线之间的区域，空间为0m以下一60m以上空

7、区，9勘探线空区后往外拉伸200m也作为外围矿的采空区和矿柱。柱，至此拉伸作业完成。所生成的立体模型为原始3．1分析模型的建立的物理模型。井下采空区数值分析采用3D—Sigma软件，该软本次模拟的矿柱长约为70m，宽度约为19m。件是针对岩土工程开发的三维弹塑性有限元分析软模拟分为两次，第一种情况为20m模拟，第二种情况件，此软件系统集调查、设计、解析及评价功能于一为30m模拟，预留的矿柱在原来矿柱的中间。体，可以高速分析一万节点以上的大型问题。该系根据各勘探线剖面图矿岩分布情况，分次选定统尤其适用于复杂的土木和矿山问题分析f如

8、阶段每层超单元，对超单元中的每个有限单元块体进行施工、挖掘、开采、填土、筑坝、支护、接触等)。其突矿岩体定义，包括赋予不同的颜色以示区分，同时将出特性是考虑岩体变形的非线性及其塑性屈服对应指定的矿岩体力学参数值输入。完毕后则建立起正力一应变的影响。广泛用于矿山采