缓倾斜论文：薄至中厚磷矿体采矿方法FLAC3D数值模拟

数值模拟在某磷矿采矿方法选择上的应用成建;吴东【摘要】从某磷矿地下开采中采矿方法选择方面开始分析,通过对初选拟定的分段空场法和无底柱分段崩落法分别进行数值模拟分析,尤其重点研究了采场稳定性因素,从而实现定性选择采矿方法.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2015(044)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】分段空场法;无底柱分段崩落法;FLAC3D;数值模拟;采矿方法选择【作者】成建;吴东【作者单位】昆明冶金研究院,云南昆明650031;昆明冶金研究院,云南昆明650031【正文语种】中文【中图分类】TD802近年来，在采矿方法的选择方法上有不少学者提出了各种采矿方法的数值优化选择方法，如灰色关联分析法、多目标决策密切值法、相似率价值工程法、模糊综合评判法、神经网络模糊优选法、多属性物元决策法等。

本文在某磷矿初选采矿方法的基础上，从首要因素采场安全性方面进行了数值模拟分析，从而实现定性选择采矿方法。

对于类似矿体开发具有一定借鉴意义。

某磷矿矿床属构造破碎带碎裂岩体和软弱夹层为主的工程地质条件中等类型。

矿床水文地质条件简单，属岩溶裂隙充水矿床，矿坑水主要来自大气降水。

矿床所处区域不稳定～较不稳定，山高、谷深、坡陡，地质构造较复杂。

磷矿出露地表，分为上、中、下三层矿，走向近于北北东向，走向88°～176°，倾角40°～80°，单斜构造，矿层主要呈层状、似层状产出，延伸稳定，岩相稳定、岩性显著。

矿层沿走向延伸约3 800 m，延深大于300 m。

矿层平均厚17.58 m。

矿石的自然类型主要有云基砂屑磷块岩、灰基砂屑磷块岩、鲕粒砂屑磷块岩、含白云石泥晶磷块岩、含砾砂状磷块岩。

矿层顶板为灰色中厚层状瘤状灰岩，局部为含磷灰岩，其岩层间夹深灰色薄层状磷块岩。

底板为灰～深灰色中厚层状含磷粉砂岩水平层理发育。

根据矿体的地质赋存特征和开采技术条件，拟采用分段空场法和无底柱分段崩落采矿法。

磷矿地下开采地压规律的FLAC3D数值模拟李小双;李耀基;王孟来【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2013(000)011【摘要】以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿2号坑口北采区深部矿体为工程背景,通过FLAC3D数值计算工具,对不同矿体厚度下深部磷矿体地下开采过程中采场、围岩的稳定性及地压活动规律进行研究.数值计算结果表明:①矿体采出后,采空区上覆岩体的自重力向周边新的支承矿壁点转移,在采空区上方形成卸压带;同时在其前方与后方两侧矿壁附近形成支承压力增压带.随着采场向前推进,超前支承压力随之前移,采场覆岩受采动影响的范围也在不断扩大.②倾斜条件下,矿体开挖后所形成的采空区上部覆岩与下部覆岩应力状态是非均匀、非对称的,整体上采场上部矿压显现程度比下部明显.③随着开采矿层厚度的增加,矿体开挖形成采矿区后,采场覆岩受采动影响的范围更大,而矿压显现的程度则减弱.采空区前方支承压力区域最大应力集中系数减小,塑性区范围增大.【总页数】4页(P14-16,20)【作者】李小双;李耀基;王孟来【作者单位】国家磷矿资源开发利用工程技术研究中心;云南磷化集团有限公司;国家磷矿资源开发利用工程技术研究中心;云南磷化集团有限公司;国家磷矿资源开发利用工程技术研究中心;云南磷化集团有限公司【正文语种】中文【相关文献】1.宜昌磷矿地压显现规律及数值模拟 [J], 周春梅;张旭;王章琼2.用不同采矿方法开采深部磷矿体的地压规律模拟 [J], 李小双;李耀基;王孟来3.深凹露天转地下开采地压宏观调查及巷道变形规律分析 [J], 王宾;宋卫东;杜建华4.不同开采矿层数目深部磷矿体地下开采矿压活动规律的FLAC3D数值模拟研究[J], 李小双;李耀基;王孟来5.基于FLAC3D数值模拟一次采动巷道地压显现及围岩破坏 [J], 林岱;杨溢;王从行;王昊;许国瑞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

缓倾斜多层磷矿的采矿方法数值模拟研究成建;武尚荣【摘要】对云南省缓倾斜多层某磷矿提出了机械化房柱采矿法的研究,并通过对房柱法中点柱尺寸的选择进行了数值模拟,从岩体应力状态及塑性区分布结果分析得出,4.5m ×4.5m的点矿柱稳定性具有可靠性.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2014(043)005【总页数】5页(P1-4,18)【关键词】房柱法;FLAC3D;数值模拟【作者】成建;武尚荣【作者单位】昆明冶金研究院,云南昆明650031;昆明冶金研究院,云南昆明650031【正文语种】中文【中图分类】TD85磷矿矿层分为上、中、下三层矿，走向近于正北向，走向270°～310°，倾角20°～45°，产状较为稳定，单斜构造，岩性变化稳定。

矿层沿走向延伸约1 800 m，延深大于400 m。

矿层厚度中间比较厚，沿倾向亦较稳定，从地表到深部，厚度逐渐变薄，上矿层、中矿层厚度变化较为明显，下矿层厚度较为稳定，厚度变化相对较小，矿层平均厚22．12 m。

矿层顶板为灰色中厚层状瘤状灰岩，局部为含磷灰岩。

底板为层状含磷粉砂岩。

1 采矿方法选择该磷矿矿床地质环境质量属中等偏不良、工程地质条件属可溶盐类为主的中等偏简单类型、水文地质总体属岩溶裂隙水直接充水的中等偏复杂类型。

因受环保、土地等因素影响，只能采用地下开采方式。

根据矿体的地质赋存特征和开采技术条件，拟采用机械化房柱法进行回采。

采矿方法见图1。

盘区沿走向布置，长200 m，倾向斜长按15 m分段高度作控制，盘区内每50 m划分为一个采场;采场间及盘区间留间柱，间柱宽度4 m，采场内根据顶板稳固性留规则点柱 (点柱规格为3．0 m×3．0 m或 4．5 m ×4．5 m)。

采用脉外下盘采准布置形式，在下层矿体下盘沿走向布置分段沿脉巷道，由分段沿脉巷道开掘出矿联道进入采场，每个分段负责三个分层的回采，分层回采高度为5 m。

第73卷第2期!色#属(矿山部分)2021年3月Doi：10.3969".issn.1671-4172.2021.02.002FLAC3D数值模拟露天转地下边坡及采场稳定性研究李启航】，李小双1,2,3,耿加波】，罗浪1(1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州341000；2.中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，安徽马鞍山243000；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽马鞍山243000)摘要：以云南晋宁周边典型的缓倾斜薄至中厚磷矿床为研究对象，基于Auto CAI>ANSYSFLAC3D等软件进行耦合建模，分别建立200m和300m不同开采深度的单一地下开采模型和在露天终了边坡为45。

倾角时露天转地下开采模型，并展开了数值模拟试验$研究表明：当边坡高度为200m时，整个露天转地下开采过程中边坡岩体及采场覆岩整体稳定;边坡高度为300m时，边坡侧塑性区出现贯通，边坡岩体将发生弯曲下沉破坏$综合经济和安全性考虑，建议控制露天边坡高度在200m以内。

相关研究结果可对磷矿山地下开采工程提供一定的技术参考价值$关键词：露天转地下;FLAC3D数值模拟；边坡高度影响效应中图分类号：TD854.6；TD7文献标志码:A文章编号：1671-4172(2021)02-0005-06FLAC3D numerical simulation of open-pit transformation tounderground slope and stope stabilityLI Qihang1,LI Xiaoshuang1,2,3,GENG Jiabo1,LUO Lang1(1.School of Resources and Environmental Engineering,Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou Jiangxi341000,China；2.Sinosteel Maanshan Mine Research Institute Co.,Ltd.,Maanshan Anhui243000,China；3.State Key Laboratory of Safety and Health in Metal Mines,Maanshan Anhui243000,China)Abstract:Taking the typical gently inclined thin to medium t hick phosphorus deposits around Jinning,Yunnan as t h e research objec t,coupling modeling was conduc t ed based on soft w are such as Au t o CAD-ANSYS-FLAC3D,and a single underground mining model with different mining depths of200and300m and open-pit mining was established.Finally,when the slope was45°,t he open-pit mining model was converted t o underground mining,and a numericalsimulaion es wascarriedou.Theresearchresul sshowed ha when heheigh of heslopewas200m# the slope rock mass and the overlying rock of the stope were overall stable during the entire process of converting from open pi Io underground mining；whenIhe slope heighIwas300m#Ihe plas ic zone onIhe side ofIhe slope was connecIed#and Ihe slope rock mass bending and sinking damage wi l occur.Therefore#in consideraIion of comprehensiveeconomyandsafeIy i isrecommendedIoconIrolIheopen-airslopeheighIwiIhin200m.RelevanI researchresulIscanprovideacerIainIechnicalreferencevalueforunderground miningprojecIsinphosphaIemines.Key words：open to underground；FLAC3D numerical simulation；slope height effect根据前人运用数值模拟方法在矿山岩体力学中的研究和探索+本文拟利用FLAC D数值模拟分析基金项目：国家自然科学基金资助项目(41702327,41867033)作者简介：李启航(1997-)，男，硕士研究生，安全工程专业，主要研究方向为岩石、岩土边坡破坏机理、边坡监测与预警$通信作者：李小双(1983—)，男，副教授，主要从事矿山岩体力学方研究$方法，对缓倾斜薄至中厚磷矿床在单一地下开采及露天转地下开采两种不同开挖方式下坡高对采场顶板、围岩的稳定性及矿压活动规律的影响。

世界有色金属 2023年 7月下208探讨矿岩软破缓倾斜中厚矿体采矿方法刘志洲（河钢集团矿业有限公司，河北　唐山　０６３０１６）摘 要：近年来，随着绿色开采理念的全面深化，对于矿岩软破缓倾斜中厚矿体采矿工作提出了更加严格、复杂的新要求。

作为国内外采矿界公认的难采矿体，矿岩软破缓倾斜中厚矿体采矿作业很容易受到技术、回采工艺、工程布置、采矿方法等多重因素的影响，因而我国多采用无底柱分段崩落法、分段空场法、上向水平分层填充法、两步骤房柱采矿法等方法进行回采，其中崩落法现已无法满足当今时代的采矿作业要求。

基于此，本文围绕我国矿岩软破缓倾斜中厚矿体采矿发展现状展开研究，简要阐述矿岩软破缓倾斜中厚矿体采矿方法的选择原则，然后以Ｓ地区矿山开采工程为例，综合探讨矿岩软破缓倾斜中厚矿体的采矿方法，希望能为相关研究提供一些具有参考价值的建设性意见。

关键词：岩石；缓倾斜中厚矿体；采矿方法中图分类号：ＴＤ８５３．２１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１４－０２０８－３Exploring the Mining Method of Soft Breaking and Gently Inclined Medium Thick Orebody in Ores and RocksLIU Zhi-zhou（Ｈｅｇａｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｔａｎｇｓｈａｎ　０６３０１６，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｇｒｅｅｎ　ｍｉｎｉｎｇ，　ｍｏｒｅ　ｓｔｒｉｎｇｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎｅｗ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｂｒｏｋｅｎ　ａｎｄ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ｔｈｉｃｋ　ｏｒｅ　ｂｏｄｉｅｓ．　Ａｓ　ａ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｍｉｎｉｎｇ　ｂｏｄｙ　ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｃｉｒｃｌｅ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ，　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｂｒｏｋｅｎ　ａｎｄ　ｇｅｎｔｌｙ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ｔｈｉｃｋ　ｏｒｅ　ｂｏｄｙ　ｉｓ　ｅａｓｉｌｙ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｌａｙｏｕｔ　ａｎｄ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｔｈｅ　ｓｕｂｌｅｖｅｌ　ｃａｖｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｂｏｔｔｏｍ　ｐｉｌｌａｒ，　ｓｕｂｌｅｖｅｌ　ｏｐｅｎ　ｓｔｏｐｅ　ｍｅｔｈｏｄ，　ｕｐｗａｒｄ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｗｏ－ｓｔｅｐ　ｒｏｏｍ　ａｎｄ　ｐｉｌｌａｒ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｒｅ　ｍｏｓｔｌｙ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．　Ｔｈｅ　ｃａｖｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｅｒａ．　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｉｓ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｂｒｏｋｅｎ　ａｎｄ　ｇｅｎｔｌｙ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ｔｈｉｃｋ　ｏｒｅ　ｂｏｄｙ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｂｒｏｋｅｎ　ａｎｄ　ｇｅｎｔｌｙ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ｔｈｉｃｋ　ｏｒｅ　ｂｏｄｙ，　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｎ　Ｓ　ａｒｅａ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｔｏ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｄｉｓｃｕｓｓ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｂｒｏｋｅｎ　ａｎｄ　ｇｅｎｔｌｙ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ｔｈｉｃｋ　ｏｒｅ　ｂｏｄｙ，　ｈｏｐｉｎｇ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｓｏｍｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｖａｌｕｅ　ｆｏｒ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．Keywords:　ｒｏｃｋ；　Ｇｅｎｔｌｙ　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ｔｈｉｃｋ　ｏｒｅ　ｂｏｄｙ；　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ收稿日期：２０２３－０５作者简介：刘志洲，男，生于１９７１年，汉族，河北石家庄人，高级工程师，研究方向：采矿、冶金工程。

科技成果——厚大缓倾斜磷矿体安全高效开采技术适用范围
复杂地质条件下厚大缓倾斜磷矿体
成果简介
在研究矿山地质条件、开采技术条件的基础上，针对缓倾斜厚大难采磷矿体采用分两层切顶开采；以锚杆锚网锚索联合锚固方法控制顶板事故发生；应用人工矿柱支撑采场项板，控制地压，并达到安全高效开采、提高矿石回收率的目的。

工艺技术及装备
1、分层切顶房柱与两步回采充填结合采矿技术；
2、复杂地质条件下锚杆锚索锚网联合锚固技术；
3、采空区混凝土胶结体人工矿柱支护；
4、针对矿柱顶板等地压现象，重点布设传感器，实现采空区大范围三维整体实施地压监测。

市场前景
该技术为湖北保康、宜昌远安、宜昌夷陵等磷矿资源提供了示范。

也为贵州瓮福磷矿、四川马边磷矿、四川雷波磷矿以及云南磷矿等同类矿山采矿工作提供科学技术数据，有助于推进全国磷矿和其他矿山开采行业的技术进步。

基于 FLAC 的某矿山开采技术参数的数值模拟分析黄程辉【摘要】应用 FLAC 软件对湖南某矿山采场稳定性进行数值模拟分析，绘制矿柱不同厚度下采场顶板的位移分布云图及应力分布云图，确定当该矿山采场矿房跨度为30 m 时矿柱最佳设置厚度应为6 m，为该矿山采场开采时矿柱的合理布置提供了可靠依据，对该矿山安全生产具有积极指导意义。

%The numerical model of a certain mine in Hunan was simulated and its stability was analyzed by FLAC, and drawn the displacement contours and stress contours of the mine in different pillar thickness.The results show that when the mine span of 30 m,the optimal pillar thickness should be 6 m.The research makes a reasonable basis arrangement for the mine,and has positive significance for the mine safety.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P1-3,14)【关键词】矿山;FLAC;技术参数;数值模拟【作者】黄程辉【作者单位】香花岭锡业有限责任公司，湖南郴州 424300【正文语种】中文【中图分类】TD311采矿工业作为我国国民经济的基础工业，是我国经济快速、健康增长的最基本保障，但矿业也是一个高危行业，其生产过程中的事故也屡见不鲜，而矿山开采事故产生绝大数与其采场参数设置不合理有关，本文拟采用数值分析软件FLAC对某矿山采场进行数值模拟分析，确定合理的开采技术参数，为该矿山生产做出指导，降低开采事故。

基于FLAC3D的矿山开采沉陷数值模拟研究中国经济的快速发展,对能源的需求量越来越大,特别是煤矿资源。

煤矿被开挖出之后,矿区岩体的原有应力会发生很大的变化,当应力的改变超出一定范围,则地表产生移动和变形,这将给社会和环境带来巨大的问题。

因此开展开采沉陷的研究显得尤为重要,掌握地表沉陷规律就可以采取适当的措施避免地下开采的有害影响。

本文阐述了顾北矿某首采工作面的基本情况和地质资料,并以工作面的地质资料为基础,利用编写的程序导入到FLAC3D模拟软件中进行数值模拟试验,模拟矿山不同推进进度、不同煤层采厚、不同煤层倾角情况下地表移动变形规律,为矿山开采沉陷工程实践提供依据和方法,得出的规律如下：1.推进进度的影响：随着工作面的不断推进,地表最大下沉值和水平移动值不断增大,采空区也不断扩大,采空区上覆岩体塌落的高度和范围也将增大。

走向方向的最大下沉值点位于采空区中央上方且以最大下沉值为中心曲线两边对称,倾向方向的最大下沉值关于采空区中央呈现对称状态。

2.煤层采厚的影响：随着煤层采厚的不断增加,垂直方向的最大下沉值不断增大,水平位移值也不断增大,其下沉对地表的影响范围基本保持不变。

3.煤层倾角的影响：当煤层开采倾角的增大时,倾向方向最大下沉值不断减小,且最大下沉值点不位于采空区正中央,而是往煤层上山方向移动,下山方向的水平位移值不断减小,上山方向的水平位移值不断增大。