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有限元数值模拟对金厂峪地下采场稳定性的分析

曹明  
【摘要】: 我国的黄金资源较为丰富、矿点多、分布广。但是随着开采量的增加,地质资源的消耗,矿床或单个工业矿体的规模、厚度却越来越小,复杂多变。黄金矿山70%采用地下采矿法开采。目前,各主要矿山使用的采矿方法多达20余种,其中房柱法是使用较多的一种方法。金厂峪金矿是我国大型黄金矿山之一,自1958年投产以来,矿山经过几十年的开采,开采深度不断增加,深部矿体赋存状况发生了很大改变。同时,深部工程地质条件也变得更加复杂,围岩稳定性恶化,地应力增大,地压显现加剧,矿山的岩石力学问题已显得愈来愈重要了。矿体和围岩的稳定性是选择采矿方法的重要依据,有关的岩石力学数据应当体现到采矿方法的选择中去。 随着开采深度的增加,房柱法是一种在金厂峪新使用的采矿方法,房柱法是使用矿房、矿柱组合的采矿方法。世界上一些著名的矿山如加拿大的基德克里克矿、澳大利亚的芒特艾萨矿、中国的凡口铅锌矿等,都是使用这类采矿方法的典型代表。该方法的主要特点是把矿块划分为矿房和矿柱两部分,在矿房回采完毕以前,这些矿柱必须是稳定的而不发生垮落。为了保证此种采矿方法能成功的在金厂峪金矿得到应用,本文利用商业软件ANSYS对回采顺序系统地进行三维弹塑性有限元分析。矿房的回采分为三个方案采用分步进行,三个方案分别为由两翼向中央、由一端向另一端、由中央向两翼对矿体进行回采。回采顺序不同,对围岩和矿柱的加载路径就不同,在全部矿房采完以后,导致矿柱应力及矿柱受损范围和程度差别较大。因此,回采顺序影响着围岩的稳定程度,这就是工程回采的动态力学特性。所以对多矿房的回采,有必要研究回采工程动态特性,以便寻求最佳回采工艺,使矿柱的受损程度和范围达到最小,确保采场稳定性。同时,论文还探索了破碎带对采场稳定性的影响和矿柱的破坏过程。


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