img

QQ群聊

img

官方微信

高级检索

黄金科学技术 ›› 2015, Vol. 23 ›› Issue (6): 81-86.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2015.06.081

• 采选技术与矿山管理 • 上一篇    下一篇

基于ANSYS-R法的采场结构参数优化

龙科明,王李管   

  1. 中南大学资源与安全工程学院,湖南  长沙   410083
  • 收稿日期:2015-03-02 修回日期:2015-04-26 出版日期:2015-12-28 发布日期:2016-02-25
  • 作者简介:龙科明(1989-),男,湖南衡阳人,硕士研究生,从事采矿工艺与数字矿山技术研究工作。long_keming@163.com
  • 基金资助:

    国家高技术研究发展计划(863计划)项目“地下金属矿开采智能调度与控制”(编号:2011AA060407)资助

Optimization of Stope Structural Parameters Based on ANSYS-R Method

LONG Keming,WANG Liguan   

  1. School of Resources and Safety Engineering,Central South University,Changsha    410083,Hunan,China
  • Received:2015-03-02 Revised:2015-04-26 Online:2015-12-28 Published:2016-02-25

摘要:

为提高某矿回采效率,扩大生产能力,对采场结构参数进行优化。运用ANSYS对12种不同采场结构参数进行了数值模拟分析,得出各个方案采场最大主应力、顶板沉降量、两帮位移量和最大拉应力指标值,分析后保留采场宽、高分别为15 m和14 m以下的9种可行方案;采用正交试验极差法(R法)对这些方案模拟所获取的指标值进行显著性分析计算,确定采场最优宽高组合为宽9 m,高14 m;将最优采场结构应用于现场试验,并对试验采场顶板下沉量进行了实测,模拟结果与实测相对误差为7.48%,模拟结果准确性较高。试验结果表明,采用该法优化的采场结构参数不仅能够保证采场的安全稳定,而且能够大幅提高采场生产能力和回采效率。

关键词: 数值模拟, 采场结构, 极差分析

Abstract:

For improving the recovery efficiency of mining and increasing its productive capacity,the realization of the optimization of stope structure parameters requires following steps.Firstly,ANSYS software is adopted to carry out the numerical simulation analysis for the stope structural parameters of the twelve different mining programs,and then the relative targeted values are figured out,such as the maximum main stress of a stope,roof subsidence,sides displacement and maximum tension stress.After the careful analysis and selections,the following nine various feasible programs are finally selected out and each stope with the height of less than 14 m and the width of less than 15 m.Secondly,the orthogonal test range method (R Method) is carried out to take the significance analysis and calculation for the targeted values,which are obtained through the demonstrations of above programs,and finally we affirm that the optimal combination of the width and the height of the stope structure is respectively 9 m and 14 m.By applying the optimal stope structure into the field experiment,and taking the actual measurement for the roof subsidence of the stope,we come to obtain the maximum value with 19.91 mm,which makes the relative error of 7.48% comparing with the simulated results.Thus it shows and verifies the high accuracy of the simulated result.The finished stope experiment shows that if the optimal structural parameters by using the ANSYS-R method is carried out,which can not only ensures security and stability of the stope,but also can greatly improve the recovery efficiency and productive capacity of the stope.This method is also proved to be reasonable and reliable through the above experiment,and so that it can provide a decision-making basis for optimization of stope structure parameters design.

Key words: numerical simulation, stope structure, the range analysis

中图分类号: 

  • TD325

[1] 董蕾.采动结构参数优化设计及可靠度分析[D].长沙:中南大学,2010.
[2] 蔡美峰.岩石力学与工程[M].北京:科学出版社,2002.
[3] 王文星.岩体力学[M].长沙:中南大学出版社,2004.
[4] 刘爱华,董蕾.海水下基岩矿床安全开采顶板厚度计算方法[J].采矿与安全工程学报,2010,27(3):335-340.
[5] 陈卫忠,李术才,朱维申,等.考虑裂隙闭合和摩擦效应的节理岩体能量损伤理论与应用[J].岩石力学与工程学报,2000, 19(2):131-135.
[6] 杨官涛.地下采场结构参数优化及稳定性的能量突变分析 [D].长沙:中南大学,2007.
[7] 饶运章,陈辉,肖广哲,等.基于FLAC-3D数值模拟采场底部结构设计研究[J].有色金属科学与工程,2011,2(2):43-47.
[8] 王树海,李威.三山岛新立矿区采场结构参数优化研究[J].中国矿业,2009,18(5):53-55,63.
[9] 朱旭波.地下金属矿岩体质量评价与采场结构参数优化研究[D].长沙:中南大学,2012.
[10]万孝衡,王新民,朱阳亚,等.基于组合赋权TOPSIS法的采场结构参数优选[J].黄金科学技术,2014,22(5):69-73.
[11]邓红卫,胡普仑,周科平,等.采场结构参数敏感性正交数值模拟试验研究[J].中南大学学报(自然科学版),2013,44(6):2643-2649.
[12]吴孟达,李兵,汪文浩.高等工程数学[M].北京:科学出版社,2014.
[13]李启月,许杰.深埋工程初始地应力场施加方法比较[J].地下空间与工程学报,2012,8(4):698-702,715.

[1] 何祥锐, 邱贤阳, 史秀志, 李小元, 支伟, 刘军, 王远来. 基于非线性弹性地基梁的地下矿山充填开采覆岩移动规律研究[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(4): 640-653.
[2] 虞云林, 侯克鹏, 杨八九, 程涌, 卢泰宏, 张楠楠. 云锡高峰山矿段矿柱回采方案研究[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(3): 445-457.
[3] 李波, 温晨, 史秀志. 高应力扇形中深孔采场边帮控制爆破参数优化[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(3): 511-522.
[4] 刘宽, 莫冠旺, 李响, 沈平欢, 万波, 刘建坤. 超大断面扁平结构隧道施工参数优化研究[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(2): 330-344.
[5] 王开彬, 刘钦, 王洪涛. 压力型锚索锚固段荷载传递特征及影响因素研究[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(1): 123-131.
[6] 徐泽峰, 史秀志, 黄仁东, 丁文智, 陈新. 基于满管输送的充填管路优化研究[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(1): 160-169.
[7] 李杰林, 刘一良, 王玉普, 李在利, 周科平, 程春龙. 高温独头巷道压抽混合式通风参数对人工制冷降温效果的影响[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(1): 63-74.
[8] 费鸿禄, 纪海楠, 山杰. 露天台阶水介质间隔装药结构优选及对比试验研究[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(6): 930-943.
[9] 单文法, 毛先成, 刘占坤, 邓浩, 陈进, 张维, 王海正, 杨鑫. 胶东大尹格庄金矿床成矿过程数值模拟及其找矿意义[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(5): 707-720.
[10] 张玉, 王文己, 孙加奇, 肖永刚. 层理结构板岩动态断裂特性[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(5): 803-810.
[11] 赵亚楠, 赵一航, 蒋中明, 赵红敏. 基于离散元法的高放核废料储罐静动力稳定性初步研究[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(4): 592-604.
[12] 章逸锋,李洪超,张智宇,李恒. 基于正交试验的小断面巷道掏槽爆破参数确定[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(2): 331-339.
[13] 马恒,高嘉毅,李世虎,高科. 双机并联空气幕射流角度对巷道风流的影响[J]. 黄金科学技术, 2022, 30(5): 743-752.
[14] 郭对明,李国清,侯杰,胡乃联. 基于FLUENT的深井掘进巷道局部通风参数优化[J]. 黄金科学技术, 2022, 30(5): 753-763.
[15] 周占星,刘科伟,李旭东,黄晓辉,马泗洲. 油罐爆炸作用下隧道衬砌动力响应数值模拟研究[J]. 黄金科学技术, 2022, 30(4): 612-622.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!