高地应力金属矿山开采及支护方案的数值模拟.doc

高地应力金属矿山开采及支护方案的数值模拟 本世纪我国越来越多的金属矿山进入深部开采,深部开采中巷道与采场维护理论与浅部有明显区别。在深部开采中要着重分析高地应力巷道围岩变形破坏机理及采场应力重布机理,从而找到切实可行的高地应力巷道围岩变形控制方案及更合理的开采方案。本文首先阐述了国内外急倾斜薄矿脉开采方法,巷道支护理论的发展,锚杆支护技术的研究历史及现状,岩石的力学性质,生产因素对矿山压力的影响,接着以山东省金洲矿业集团公司金青项矿区Ⅱ号矿体为工程背景,以ANSYS有限元软件为分析工具,建立3D有限元分析模型,在塑性分析中采用ANSYS提供的Druker-Prager准则,针对-535m中段的片帮和岩柱剥落现象,在原单进路采矿方案的前提下,提出双进路环形巷道采矿方案,并对两种方案下放矿过程进行模拟,还提出在各采矿中段保留隔离矿柱的采矿方案,以-535m中段和-585m中段之间为例对有无隔离矿柱情况放矿过程进行模拟,并将各种方案下出矿穿脉与采场局部应力场和应变场随放矿过程的变化进行对比,可以直观分析各种方案的优劣。本文还分析了深部巷道开挖及支护过程,比较了无支护、锚杆支护、预应力锚杆支护、锚杆衬砌联合支护和预应力锚杆衬砌联合支护情况下围岩应力、塑性区的变化情况,分析巷道局部,拱顶及两帮随进尺开挖的应力场及塑性区,考虑各种支护方案对其应力场及塑性区的影响情况,探讨了深部巷道支护的必要性和有效性,以便指导实际施工中根据实际情况使用合理的支护方案。 同主题文章 [1]. 潘素红,施英芳. 15CrNi3MoV钢铸件塑性分析 [J]. 热加工工艺. 1989.01 [2]. 许丽娇,叶平,叶惺. 浅谈大型有限元分析软件ANSYS [J]. 煤矿机械. 2005.04 [3]. 孙军,经树栋. CAD与ANSYS的接口技术探讨 [J]. 化工设备与管道. 2004.02 [4]. 高兴军,赵恒华. 大型通用有限元分析软件ANSYS简介 [J]. 辽宁石油化工大学学报. 2004.03 [5]. 吴晓,周星元. 如何在ANSYS中实现动态边界条件的加载 [J]. 武汉科技学院学报. 2005.05 [6]. 武江传. ANSYS在结构分析中的应用 [J]. 连云港化工高等专科学校学报. 2002.03 [7]. 刘洁,张和平. 基于ANSYS参数化语言的机械结构优化设计 [J]. 沈阳化工学院学报. 2004.03 [8]. 柯常忠,索海波. ANSYS优化技术在结构设计中的应用 [J]. 煤矿机械. 2005.01 [9]. 张建峰,王翠玲,吴玉萍,顾明. ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用 [J]. 冶金能源. 2004.05 [10]. 闫小林,陈伟. 应用ANSYS有限元软件求解连铸坯热过程 [J]. 河北理工学院学报. 2000.03 【关键词相关文档搜索】 固体力学; 环形巷道; ANSYS; 塑性; 隔离矿柱; 支护 【作者相关信息搜索】 东北大学 ; 固体力学; 刘军; 孙强;