《采场结构参数优化的数值模拟研究》.pdf

62 中 国 矿 业 第19卷 与石灰岩互层。并有 四组 断裂相交 。该矿体埋藏 得出，虽然表面上看方案二有底柱矿房 空场 ，矿 较深 ，距地表 645．7m，允许 陷落。矿体赋存标高 柱崩落法的原矿成本低 ，但相应的出矿品位也低， 为 1829~1880m，矿体呈层状、囊状产出。矿体走 最终获得 的金属量较少 。而方案一 的原矿成本相 向NE，长约 120m，倾 向Nw，倾角为 5O～7O。， 对高 ，但获得的金属量较多 ，最终获得 的产 品销 总体由SW 向NE侧伏 ，侧伏角 2O～3o。，矿体水 售利润总额 比方案二 的总额也多。综合 以上 的分 平厚度 1O～50m，南部较薄而平缓 ，北部厚大而陡 析 ，采矿方法，确定采用 “方案一”。 倾 。矿石类型主要为硫化矿，其次为矽卡岩硫化 2．2 矿块和采场划分 矿。32—3 矿体虽然赋存标高为 1829～1880m， 根据矿体形状，将该矿体沿走 向划分为三个 然而 1850m 以上 已采用分段空场法进行 回采 ， 目 矿块 ： “矿块一”位于矿体 的西边 ，长约有 20m， 前 回采 空 区 已冒落 ，且 已形成面积达 970m 的 向西逐渐尖灭 ； “矿块二”位于矿体 中部、冒落空 空区 。 区下部 ，长 68m，是该矿体的厚大部位 ；“矿块三” 2 基于可视化平台的采矿方案优化与选择 位于矿体 的东部 ，逐渐 向东北部延伸 ，与北部 32 根据塘子凹 32—3矿体 的开采技术条件，选 矿体相连。由于 “矿块一”和 “矿块三”位于该 择经济合理、技术上可行 的采矿方案 ，进行初步 矿体边部且规模 较 小 ，故 以厚 大 的 “矿块二” 的采切工程设计 ；并在此基础上，构建详细反映 为主。 地质条件的三维模型，为有限元分析软件 3D-的 在 “矿块二”中部 ，沿走 向布置一条长 75m、 前处理模型。通过数值模拟和分析手段 ，对 冒落 宽 5m 的间柱 ，将该矿块划分为南北两个部份 ，再 空区之下的塘子凹 32—3矿体 的安全开采问题进 沿垂直走 向将南北两部分按等距 间隔划分成矿柱 行研究，从而确定矿块与其 内部所划采场的合理 和矿房。矿房顶部距 冒落采 空区预 留 5m 作为顶 回采顺序 ，以及采场的相关结构参数 。 柱 ，为防止开采 中矿体上盘花岗岩混入采 区，造 2．1 采矿方案技术经济比较和选择 成矿石贫化或发生 冒落等安全威胁 ，在北部上盘 根据 32—3 矿体的开采技术条件 ，可 以提出 预留2～3m 的壁柱 ，在矿体底部 留 5～6m 的底柱 如下 2种采矿方法 的初选方案 ：①有底柱矿房空 以布置出矿漏斗。 场 、矿柱充填联合采矿法 ；②有底柱矿房空场、 2．3 模拟方案 矿柱崩落联合采矿法 。 本次模拟计算共采用五种方案。各方案及其 对上述两个方案进行技术经济指标 比较可以 特点如表 1所示 。 表 1 回采顺序方案及其采场参数 2．3．1 三维有限元数值模拟的基本思路 合理 的开采顺序和支护结构参数 ，从而在保证生 为了研究采场连续 回采 的稳定性 ，并确定合 产安全的前提下 ，最大 限度地减少开采成本 ，提 理的采场结构参数和开采顺序 ，必须采用数值模 高生产率和经济效益。[3 拟的方法 ，定量地计算和分析 回采过程 中，采场 2．3．2 计算模型 围岩 中的应力 、位移