望儿山矿区采场结构参数优化及稳定性分析研究.docx

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1、望儿山矿区采场结构参数优化及稳定性分析研究随着社会经济的发展,人们对矿产资源的需求不断提高,矿产资源已逐步由浅部开采转向深部开采。深部开采受到各种复杂因素的影响,使得开采难度加大,开采效率降低。深部矿岩开采的安全性、高效性以及经济性的研究是摆在众多专家学者面前的一个难题,为了确保深部矿岩安全高效地开采,有必要针对采场的结构参数与稳定性进行科学合理地分析研究。本文依托“望儿山矿区深部破碎矿体高阶段安全强化开采技术研究”课题,对望儿山矿区深部采场的构参数与稳定性结展开了相应的研究工作,其主要内容如下：(1)通过现场资料的搜集及工程地质调查,得到了岩体节理、裂隙与地下水等的分布情况,以此为

2、基础,建立了适合望儿山矿区岩体质量的IRMR分级法,并对矿区的岩体质量进行了分级。(2)针对矿区开采技术条件,初选五种具有代表性的采矿方法,对比分析了各采矿方法的优缺点。应用熵权-理想点法,以每种方案的技术经济指标作为评价指标,对五种采矿方法的优劣性进行了评价,确定矿区采用分段凿岩阶段嗣后充填法进行开采,为采场结构参数选择设计提供了依据。(3)根据分段凿岩阶段嗣后充填法提出了九种采场结构参数的优化方案,运用有限元分析软件ABAQUS对每种方案下采场的开挖进行模拟研究,分析每种方案在开采情况下顶板、矿柱以及上盘围岩等的位移、Mises等效应力及塑性区的分布等情况,经过各方案的综合比较分

3、析,确定采场最优的结构参数为矿房(柱)长度为30m,顶板厚度为12m。(4)建立了采场顶板-矿柱简化的力学模型,应用突变理论,根据顶板-矿柱的系统势能函数建立了尖点突变模型,得出了采场顶板-矿柱系统失稳的充要条件,并对望儿山矿区结构参数优化前后的采场稳定性进行了分析对比研究,验证了优化后采场结构参数的合理性。