云锡松矿缓倾斜中厚氧化矿体采场开采优化研究
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摘要
三维有限元数值模拟分析技术已广泛地应用于岩土工程领域。本文所探讨的正是如何应用此技术来解决采矿这种特殊地下工程的优化问题，从而在保证安全的前提下，最大限度地实现其经济效益和社会效益。
本文针对云南锡业公司松树脚锡矿缓倾斜中厚氧化矿体的开采技术条件，基于超前切顶、护顶空场法的采矿方法，采用非线性三维有限元数值模拟分析技术，优化选择了回采顺序和采场结构参数，并且对控顶措施、地应力状态影响和极限暴露面积进行了模拟研究，从而系统地、全面地进行了围岩稳定性分析，为指导矿山生产提供了可靠的依据。
Three-dimensional finite element numerical analog analysis technique has been widely applied to geotechnical engineering. This paper has exactly discussed how to solve optimizing problem of mining engineering which is special underground engineering by means of this technique, for fully realizing the economic and social benefits, in condition of guaranteeing safety'.
In consideration of the mining technological conditions of the gentle -dipping and medium-thickness oxide ore body of SongShuJiao's Tin Mine of Tin Corporation of YunNan and roof pre-cut, roof pre-support open stope method in the paper, non-linear three-dimensional finite element numerical analog analysis technique is used to optimize extractive sequence and the stope structure parameters and to simulate the measure of roof control, the influence of site-stress and ultimate exposed area. In this way, the stability analysis of rock wall is made systematically and completely, which has provided reliable basis of guiding mine production.
本文针对云南锡业公司松树脚锡矿缓倾斜中厚氧化矿体的开采技术条件，基于超前切顶、护顶空场法的采矿方法，采用非线性三维有限元数值模拟分析技术，优化选择了回采顺序和采场结构参数，并且对控顶措施、地应力状态影响和极限暴露面积进行了模拟研究，从而系统地、全面地进行了围岩稳定性分析，为指导矿山生产提供了可靠的依据。
Three-dimensional finite element numerical analog analysis technique has been widely applied to geotechnical engineering. This paper has exactly discussed how to solve optimizing problem of mining engineering which is special underground engineering by means of this technique, for fully realizing the economic and social benefits, in condition of guaranteeing safety'.
In consideration of the mining technological conditions of the gentle -dipping and medium-thickness oxide ore body of SongShuJiao's Tin Mine of Tin Corporation of YunNan and roof pre-cut, roof pre-support open stope method in the paper, non-linear three-dimensional finite element numerical analog analysis technique is used to optimize extractive sequence and the stope structure parameters and to simulate the measure of roof control, the influence of site-stress and ultimate exposed area. In this way, the stability analysis of rock wall is made systematically and completely, which has provided reliable basis of guiding mine production.
引文
[1] 蔡美峰，金属矿山采矿设计优化与地压控制，科学出版社，2001．4
[2] 姚宝魁等，矿山地下开采稳定性研究，中国科学技术出版社，1994．10
[3] 于学馥，岩石记忆与开挖理论，冶金工业出版社，1993
[4] 于学馥等，岩石力学新概念与开挖结构优化设计，科学出版社，1995．4
[5] 于学馥，信息时代岩土力学与采矿计算初步，科学出版社，1991．5
[6] 蒋金泉等，巷道围岩结构稳定性与控制设计，煤炭工业出版社，1998．11
[7] 蒋金泉，采场围岩应力与运动，煤炭工业出版社，1993．12
[8] 赵阳升，有限元法及其在采矿工程中的应用，煤炭工业出版社，1994．12
[9] 陆士良等，锚杆锚固力与锚固技术，煤炭工业出版社，1998．11
[10] 布雷迪等(澳)，地下采矿岩石力学，煤炭工业出版社，1990．6
[11] 杰里米克(加)，岩体力学在硬岩开采中的应用，冶金工业出版社，1990．5
[12] 童光煦，高等硬岩采矿学，冶金工业出版社，1995．12
[13] 余贤斌，岩土工程中的有限单元法，云南科技出版社，1996．12
[14] 张国瑞，有限元法，机械工业出版社，1991．12
[15] 孙菊芳，有限元法及其应用，北京航天航空大学出版社，1990．7
[16] 蒋孝煜，有限元法基础，清华大学出版社，1992．3
[17] 艾金(美)，有限元法的应用与实现，科学出版社，1992．8
[18] 朱伯芳，有限单元法原理及应用(第二版)，水利电力出版社，1998
[19] 雷晓燕，岩土工程数值计算，中国铁路出版社，1999．11
[20] 叶金汉等，岩石力学参数手册，水利电力出版社，1991．5
[21] 谭学术等，复合岩体力学理论及其应用，煤炭工业出版社，1994
[22] 吕爱钟等，岩石力学反分析，煤炭工业出版社，1998
[23] 李兆权，应用岩石力学，冶金工业出版社，1994．4
[24] 蔡美峰、王双红，玲珑金矿深部开采三维有限元数值模拟研究，矿冶工程，2000．20(4)：14～17
[25] 蔡美峰、孔广亚，金川矿区深部开采稳定性分析和采矿设计优化研究，中国矿业，1998．5：33～36
[26] 蔡美峰等，地应力场三维有限元拟合研究，中国矿业，1997．6(1)：42～45
[27] 徐东强等，不同地应力条件下锚杆支护机制数值模拟分析，中国矿业，2001．10(4)：35～37
[28] 徐平等，三峡工程地下厂房洞室群围岩稳定性及加固效果数值分析，岩石力学与工程学报，2000．19(增)：952～956
[29] 肖明等，西龙池抽水蓄能电站地下厂房围岩稳定三维非线性分析，岩石力学与工程学报，2000．19(5)：557～561
[30] 肖明，地下洞室施工开挖三维动态过程数值模拟分析，岩土工程学报，2000．22(4)：421～425
[31] 何秀备、罗银淼，三维有限元仿真及其工程应用，岩石力学与工程论文集，1999．2：99～104
[32] 郝长生等，白山水电站三机式抽水蓄能机组洞室结构及围岩稳定有限元计算研究，岩石力学与工程论文集，1999．2：105～108
[33] 金丰年、钱七虎，隧洞开挖的三维有限元计算，岩石力学与工程学报，1996，15(3)：193～200
[34] 邬爱清、徐平，三峡工程地下厂房群围岩稳定性研究，岩石力学与工程学报，2001．20(5)：690～695
[35] 蒋树屏等，大跨度扁坦隧道动态施工的相似模拟与数值分析研究，岩石力学与工程学报，2000．19(5)：567～562
[36] 封云聪等，采空区应力分布的有限元分析计算，矿冶，1996．5(1)：20～23
[37] 安然等，蚕庄金矿倾斜采场的稳定性分析，黄金，1994．15(11)：25～28
[38] 蒋卫东、刘雄，有限元法在采矿工艺改进研究中的应用，有色金属，1999．4：9～11
[39] 邓建等，无间柱连续采矿法矿段回采的地压规律与控制技术，中国有色金属学报，2001．11(4)：666～669
[40] 王宁，缓倾斜极薄矿脉采场结构参数和回采顺序优化研究，金属矿山，1999．2：12～15
[41] 赵法锁等，灌注桩桩土相互作用试验及有限元模拟研究，工程地质学报，2001．9(1)：87～91
[42] 刘波等，软厚煤层综放回采巷道支护优化数值模拟，矿山压力与顶板管理，2001．3：1～4
[43] 任吉明等，试论金岭铁矿阶段矿房法的顶板暴露面积，冶金矿山设计与建设，2001．33(1)：5～7
[44] 唐玉柱等，大断面地下工程稳定性的一种理论分析方法，有色矿冶，2001．17(1)：7～9
[45] 日本软脑株式会社，3D-σ使用说明书
[46] 云南锡业公司、昆明理工大学，中葡国际合作科学研究项目—缓倾斜矿体采矿方法研究成果鉴定文件，2000．12
[47] 云锡松树脚锡矿，云南锡业公司松树脚锡矿十年发展规划，1997．12
[48] 陈学元，云锡老厂14-5~#矿体采场稳定性的数值分析研究，昆明理工大学硕士学位论文，1997
[49] 李宏刚，铜官山铜矿矿柱回采及采场结构优化研究，昆明理工大学硕士学位论文，2000
[50] E Heok, E T Brown. Underground Excavation in Rock.1980
[51] Gumusogiu M C, Bray J W. Analysis of underground excavations incorporating the strain softening of rockmasses. Proceedings of Rock Mechanics Symposium. London: Academic Press. 1986, 923～928
[52] Siriwardane, Desai C S. Computational procedures for non-linear three-dimensional analysis with some advanced constitutive laws. Analysis Method in Geomech. 1983, 143～171
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