三山岛新立矿区采场结构参数优化研究.pdf

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1、Vo1．18，NO．5第18卷第5期中国矿业CHINAMININGMAGAZINEMay20092009年5月≥～采选技术三山岛新立矿区采场结构参数优化研究王树海，李威(三山岛金矿，山东莱州261442)摘要：新立矿区是我国第一个进行海底开采的硬岩矿山。针对其海底复杂特殊开采技术条件，本文采用工程类比法、理论计算和正交试验，通过ANSYS数值模拟手段，研究了不同的采场结构参数对采矿作业安全、资源回收等的影响，对点柱结构参数进行优化，从而为采矿方案设计提供了理论依据。关键词：数值模拟；采场结构参数；海底开采；正交试验中图分类号：TD863文献标识码：B文章编号：10()4—40

2、51(2009)05—0053—03Optimizationselectionofminingmethodinunder-seadepositinXinlizoneofSanshandaogoldmineWANGShu—hai．LIWei(Sanshandaogoldmine，Laizhou261442，China)Abstract：Xinliminingzoneisthefirsthardrockmineinourcountry，whichthedepositisunder-sea。Inviewofthecomplicatedminingtechnicalcondition

3、ofunder-seadeposit，usingtheengineeringanalogy，andthroughnumericalsimulationtoolsofANSYS，theoreticalcalculationandorthogonalexperiment，theinfluenceofdifferentdesignparameterstOtheminingsecurity，resourcerecoveryandSOonareresearched，andthestructuralparametersofpillarintheminingprocessareoptimi

4、zed，aswellasthesufficientbasisfortheminingmethoddesignsareprovidedinthispaper．Keywords：numericalsimulation；miningstructuralparameters；under-seamining；orthogonalexperi—mant山东黄金矿业股份公司三山岛金矿新立矿区，1．1工程地质条件和力学参数是我国第一个进行海底开采的硬岩矿山。大规模海新立矿区共有3个矿体，分别为I、II、III号底安全开采，是矿山需要解决的首要问题。为了研矿体。其中I号矿体为矿床中主要矿体，资

5、源储量究海底开采采场稳定性，并确定合理的采场结构参占矿体总储量的91。赋存标高一30～一710m。数，采用ANSYS数值模拟方法，计算和分析了回矿体由黄铁绢英岩化碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质采过程中，采场围岩中的应力、位移和塑性区分布碎裂岩组成，两种岩性呈渐变关系，矿化连续。矿状况；研究了采矿过程应力的动态变化过程；分析体走向延长1145m，其东北侧基本尖灭，南西侧尚了采场围岩稳定性。通过多种方案的计算分析，比未封闭。矿体厚0．48～28．96m，走向42。～80。，较不同采场结构参数、不同的开采技术条件下的围倾角33～67。。岩稳定性状态，确定了最佳的采场结构参数、最佳矿体直

6、接上盘围岩为绢英化碎裂岩、绢英岩化的开采方式，从而在保证生产安全的前提下，最大花岗质碎裂岩；矿体下盘为黄铁绢英岩化花岗质碎限度地降低开采成本、增加矿山产量、提高资源回裂岩或黄铁绢英岩化碎裂岩。矿岩硬度系数f一收率和经济效益。6～14(靠近F1断层的矿岩硬度系数f一4～6)，1计算模型及模拟试验属半坚硬岩石。对新立矿区岩体工程地质调查、上下盘岩石取收稿日期：2009一O1—17样测试及充填体强度试验，得出新立矿区岩体和充作者简介；王树海(1962一)，汉族，男，山东黄金集团有限公司三山岛金矿，高级工程师，生产副矿长。填体力学参数如表1所示。54中国矿业第l8卷下盘1．O6矿体O

7、．6上盘0．3充填体O．171．2计算方法及模型外力荷载和边界条件：分析体顶部为13m水为了研究矿床开采过程中应力一应变分布及其压，数值大小为1．3×1O。Pa，重力加速度为力学规律，采用ANSYS数值分析软件进行模拟。9．8N／m。分析体左右两边，根据现场地应力实测ANSYS软件主要包括三个部分：前处理模块、加结果，施加构造应力。底部为固定边界，前后简化载计算模块和后处理模块。分析步骤如下：①建立为水平方向约束的边界条件。模型，给定边界条件，并将数据库文件保存为模型采用弹塑性本构模型，单元数量1800