阿舍勒铜矿深部急倾斜薄矿体回采方案优化数值模拟研究

张建强, 张陆佳, 张明, 钟志强, 路彦忠, 许晖, 孙凯凯, 黄智强. 阿舍勒铜矿深部急倾斜薄矿体回采方案优化数值模拟研究[J]. 矿产保护与利用, 2025, 45(2): 38-45. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2025.02.004
引用本文: 张建强, 张陆佳, 张明, 钟志强, 路彦忠, 许晖, 孙凯凯, 黄智强. 阿舍勒铜矿深部急倾斜薄矿体回采方案优化数值模拟研究[J]. 矿产保护与利用, 2025, 45(2): 38-45. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2025.02.004
ZHANG Jianqiang, ZHANG Lujia, ZHANG Ming, ZHONG Zhiqiang, LU Yanzhong, XU Hui, SUN Kaikai, HUANG Zhiqiang. Numerical Simulation on Optimization of Mining Scheme for Deep, Sharply Inclined−thin Ore Bodies at the Asher Copper Mine[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2025, 45(2): 38-45. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2025.02.004
Citation: ZHANG Jianqiang, ZHANG Lujia, ZHANG Ming, ZHONG Zhiqiang, LU Yanzhong, XU Hui, SUN Kaikai, HUANG Zhiqiang. Numerical Simulation on Optimization of Mining Scheme for Deep, Sharply Inclined−thin Ore Bodies at the Asher Copper Mine[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2025, 45(2): 38-45. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2025.02.004

阿舍勒铜矿深部急倾斜薄矿体回采方案优化数值模拟研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(51804017)
详细信息
    作者简介: 张建强(1982—),男,高级工程师,长期从事矿产开发工作,E-mail: zjianqiang@126.com
    通讯作者: 黄智强(1997—),男,江西景德镇人,硕士,主要从事金属矿山开采技术研究,E-mail:hzhiqiang1997@126.com
  • 中图分类号: TD823

Numerical Simulation on Optimization of Mining Scheme for Deep, Sharply Inclined−thin Ore Bodies at the Asher Copper Mine

More Information
  • 为了解决深部急倾斜薄矿体回采方案优化难题,以新疆哈巴河阿舍勒铜矿50m中段和00m中段13线以北急倾斜薄矿体为研究对象,通过工程地质调查,设计了回采方案,并利用数值模拟软件建立了数值模型,对回采过程中位移演化、应力分布以及塑性区分布规律进行了研究。结果表明:本次数值模拟一次性回采3 m、4 m、5 m的3种方案所形成的位移演化、应力分布和塑性区分布规律大致相同,对矿山回采工作影响较小。综合考虑阿舍勒铜矿的生产工时以及经济成本,本次选定了一次性回采5 m矿体作为阿舍勒铜矿急倾斜薄矿体的回采方案。研究为本矿及同类矿山矿体回采提供了理论依据。

  • 加载中
  • 图 1  13线以北矿体及开拓、采准工程三维模型

    Figure 1. 

    图 2  高应力环境下急倾斜薄矿体开采平面模型

    Figure 2. 

    图 3  高应力环境下急倾斜薄矿体开采三维模型

    Figure 3. 

    图 4  一次性回采3 m矿体位移演化

    Figure 4. 

    图 5  一次性回采4 m矿体位移演化

    Figure 5. 

    图 6  一次性回采5 m矿体位移演化

    Figure 6. 

    图 7  一次性回采3 m矿体应力分布

    Figure 7. 

    图 8  一次性回采4 m矿体应力分布

    Figure 8. 

    图 9  一次性回采5 m矿体应力分布

    Figure 9. 

    图 10  一次性回采3 m矿体塑性区分布

    Figure 10. 

    图 11  一次性回采4 m矿体塑性区分布

    Figure 11. 

    图 12  一次性回采5 m矿体塑性区分布

    Figure 12. 

    表 1  本次数值模拟模型主要岩组岩体力学参数

    Table 1.  Mechanical parameters of the main rock groups in this numerical simulation model

    岩性 抗拉强
    度/MPa
    抗压强
    度/MPa
    弹性模
    量/GPa
    黏结力
    /MPa
    内摩擦
    角/(°)
    容重
    /(kN·m−3)
    泊松比
    凝灰岩 0.07 2.70 11.46 3.01 31.26 27.41 0.25
    铜硫矿 0.30 12.35 22.45 7.18 40.40 44.66 0.32
    黄铁矿 0.24 9.50 15.78 6.09 38.59 37.22 0.26
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    表 2  设计回采结构参数

    Table 2.  Design mining structure parameters

    一步骤回采/m二步骤回采/m三步骤回采/m四步骤回采/m
    3333
    4444
    5555
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  • [1]

    张家林, 杨帆, 张望, 等. 深部资源开采创新成效分析与思考[J]. 采矿与安全工程学报, 2024, 41(3): 450−461.

    ZHANG J L, YANG F, ZHANG W, et al. Analysis and reflection on the effectiveness of innovation in deep resource extraction[J]. Journal of Mining and Safety Engineering, 2024, 41(3): 450−461.

    [2]

    杨小聪, 蒋合国. 新质生产力引领深部金属矿山安全高效开采: 以毛坪铅锌矿深部开采实践为例[J]. 中国矿业, 2024, 33(5): 9−21. doi: 10.12075/j.issn.1004-4051.20240905

    YANG X C, JIANG H G. New quality productivity leads safe and efficient mining in deep metal mines: an example of deep mining practice in maoping lead−zinc mine[J]. China Mining Industry, 2024, 33(5): 9−21. doi: 10.12075/j.issn.1004-4051.20240905

    [3]

    颜家成, 张杰, 雷战. 我国有色金属矿地下开采方法概述及发展趋势[J]. 世界有色金属, 2023(24): 80−83. doi: 10.3969/j.issn.1002-5065.2023.24.025

    YAN J C, ZHANG J, LEI Z. Overview of underground mining methods and development trend of nonferrous metal mines in China[J]. World Nonferrous Metals, 2023(24): 80−83. doi: 10.3969/j.issn.1002-5065.2023.24.025

    [4]

    王勇, 吴爱祥, 杨军, 等. 深部金属矿开采关键理论技术进展与展望[J]. 工程科学学报, 2023, 45(8): 1281−1292.

    WANG Y, WU A X, YANG J, et al. Progress and prospects of key theoretical technologies for deep metal mining[J]. Journal of Engineering Science, 2023, 45(8): 1281−1292.

    [5]

    张芫涛, 林卫星, 欧任泽, 等. 深埋复杂倾斜薄矿体高效回采方案研究[J]. 矿业研究与开发, 2023, 43(10): 1−5.

    ZHANG Y T, LIN W X, OU R Z, et al. Study on the efficient recovery program of deeply buried complex inclined thin ore body[J]. Mining Research and Development, 2023, 43(10): 1−5.

    [6]

    陈能飞. 倾斜薄矿体房柱采矿法的实践[J]. 中国锰业, 2021, 39(5): 26−28.

    CHEN N F. Practice of room−and−pillar mining method for inclined thin ore bodies[J]. China Manganese Industry, 2021, 39(5): 26−28.

    [7]

    林友, 尤本勇, 董继德, 等. 观天厂铜矿倾斜薄矿体开采工艺研究[J]. 金属矿山, 2018(2): 46−49.

    LIN Y, YOU B Y, DONG J D, et al. Research on mining process of inclined thin ore body in Guantianchang copper mine[J]. Metal Mining, 2018(2): 46−49.

    [8]

    万孝衡, 林卫星, 欧任泽, 等. 谦比希铜矿薄矿体采场结构参数优化及应用[J]. 黄金, 2021, 42(2): 48−51.

    WAN X H, LIN W X, OU R Z, et al. Optimization and application of structural parameters of thin ore body mining in Kempisch copper mine[J]. Gold, 2021, 42(2): 48−51.

    [9]

    李华, 荣辉, 何荣兴, 等. 急倾斜薄矿体采场围岩及假底应力分布规律研究[J]. 现代矿业, 2024, 40(4): 182−186. doi: 10.3969/j.issn.1674-6082.2024.04.043

    LI H, RONG H, HE R X, et al. Study on the distribution law of stress in the surrounding rock and false bottom of quarry of sharply inclined thin ore body[J]. Modern Mining Industry, 2024, 40(4): 182−186. doi: 10.3969/j.issn.1674-6082.2024.04.043

    [10]

    胡建非, 郭忠林, 龚原, 等. 基于博弈论−改进TOPSIS模型的采场结构参数优化[J]. 矿业研究与开发, 2020, 40(12): 11−17.

    HU J F, GUO Z L, GONG Y, et al. Optimization of structural parameters of quarry based on game theory−improved TOPSIS model[J]. Mining Research and Development, 2020, 40(12): 11−17.

    [11]

    李朝军. 凤凰山银矿急倾斜薄矿体安全高效开采技术研究[J]. 采矿技术, 2019, 19(3): 1−3. doi: 10.3969/j.issn.1671-2900.2019.03.001

    LI C J. Research on safe and efficient mining technology of sharply inclined thin ore body in Fenghuangshan silver mine[J]. Mining Technology, 2019, 19(3): 1−3. doi: 10.3969/j.issn.1671-2900.2019.03.001

    [12]

    王寅. 缓倾斜薄矿体采场结构参数优化研究[J]. 世界有色金属, 2023(6): 142−145. doi: 10.3969/j.issn.1002-5065.2023.06.043

    WANG Y. Optimization study of structural parameters of quarry in gently inclined thin ore bodies[J]. World Nonferrous Metals, 2023(6): 142−145. doi: 10.3969/j.issn.1002-5065.2023.06.043

    [13]

    戚伟. 高海拔急倾斜薄矿体精细开采关键技术研究与应用[D]. 北京: 北京科技大学, 2021.

    QI W. Research and application of key technology for fine mining of high−altitude sharp inclined thin ore body[D]. Beijing: University of Science and Technology Beijing, 2021.

    [14]

    翟会超, 杨勇, 胡巍巍, 等. 陡倾斜薄矿体浅孔留矿法采场围岩稳定性分析[J]. 矿冶, 2020, 29(4): 9−13. doi: 10.3969/j.issn.1005-7854.2020.04.002

    ZHAI H C, YANG Y, HU W W, et al. Stability analysis of the peripheral rock in the mining field of steeply inclined thin ore body with shallow hole retention method[J]. Mining and Metallurgy, 2020, 29(4): 9−13. doi: 10.3969/j.issn.1005-7854.2020.04.002

    [15]

    王磊, 闫刚, 付佳杰, 等. 基于Flac3D的某金矿回采方案优化数值模拟研究[J]. 黄金, 2024, 45(6): 11−15. doi: 10.11792/hj20240603

    WANG L, YAN G, FU J J, et al. Numerical simulation study on the optimization of a gold mine recovery scheme based on Flac3D[J]. Gold, 2024, 45(6): 11−15. doi: 10.11792/hj20240603

    [16]

    韩斌, 吴爱祥, 刘同有, 等. 金川二矿区多中段机械化盘区回采顺序的数值模拟优化研究[J]. 矿冶工程, 2004(2): 4−7. doi: 10.3969/j.issn.0253-6099.2004.02.002

    HAN B, WU A X, LIU T Y, et al. Numerical simulation optimization study on mining sequence of multi−middle mechanized plate area in Jinchuan Ⅱ mine[J]. Mining and Metallurgical Engineering, 2004(2): 4−7. doi: 10.3969/j.issn.0253-6099.2004.02.002

    [17]

    李鹏飞, 王苏龙. 深部巷道围岩变形破坏机理数值模拟研究[J]. 建井技术, 2021, 42(1): 45−48.

    LI P F, WANG S L. Numerical simulation study on deformation and damage mechanism of surrounding rock in deep tunnel[J]. Well Construction Technology, 2021, 42(1): 45−48.

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出版历程
收稿日期:  2024-07-31
刊出日期:  2025-04-15

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