基于主要目标法的堑沟底部结构位置优化

以西石门铁矿堑沟底部结构诱导冒落法开采边角残留矿体为背景,对堑沟回采矿石量、金属量、品位等指标进行计算,建立了以采出金属量和采出品位为目标的多目标最优化数学模型.结合残矿开采实际情况,选择采出金属量作为最优化问题的主要目标.利用TCL脚本语言对SURPAC软件进行二次开发,并应用其对最优化问题约束条件下堑沟底部结构空间位置的可行方案进行全因子实验.最后得出采切工程布置的最优方案为：堑沟底部结构位于103.1 m水平,与矿体间距为18.65 m.较原设计方案,最优方案采出金属量提高27.79%.     

西石门铁矿北区缓倾斜矿体地压成因及其控制

为了制定西石门铁矿北区缓倾斜矿体开采时的地压控制措施,首先根据现场调查总结了地压活动规律:地压主要表现为巷道两帮破碎、拱腿收敛呈“Ω”形,发生在采空区上盘侧约35m的范围内,严重程度随至空区上盘距离的增加而减弱.上述规律与模拟得出的楔形体地压作用规律吻合,揭示出地压主要由采空区上盘楔形体作用引起.因此研究了地压控制措施:处于楔形体地压作用下的矿体开采时,开采顺序以从空区边界向上盘退采为宜,进路垂直矿体走向布置更佳,以拱架支护为主并对两帮加强支护可有效控制变形.     

基于SURPAC的残矿开采堑沟巷道空间位置优化

由于残矿空间形态的复杂性,传统的剖切作图方法难以直观全面地掌握该类型矿体形态,进而难以精确指导采切工程的设计,而SURPAC软件采用三维建模方法,能很好地解决这一难题。以西石门铁矿堑沟底部结构诱导冒落法开采残矿为背景,采用SURPAC软件对堑沟内矿石量、金属量、品位等指标进行计算,将堑沟巷道所在的水平和垂直位置作为优化对象,经过对临界冒落跨度和现场工程技术条件的分析,得出堑沟巷道在两个方向上可布置的范围。依据该范围,设计了正交试验方案。以回采金属量和平均品位作为考核指标,对正交试验结果进行极差和方差分析,得出最优的堑沟巷道空间位置：堑沟巷道间距24 m,位于118 m水平。通过现场实施,取得理想的试验效果,实现了残矿的精细化开采。     

巷道卸压法应力迁变规律及卸压参数的确定

北?河铁矿-95 m水平4#采场进路联巷及回采进路在掘进过程中或成巷后不久就发生片帮冒顶,采用密集的U型可缩式金属拱架仍未能控制住巷道围岩的变形与破坏.利用flac3d数值模拟的方法研究了不同卸压高度和宽度下采场进路应力分布状态,模拟结果表明,卸压对巷道不同部位的不同应力具有不同程度的卸压效果,卸压可有效降低仰拱处剪应力及巷道仰拱、两帮和底角的最大主应力,巷道顶底板的最大主应力随卸压工程的开挖而增加,卸压宽度对卸压效果影响显著,在北?河铁矿条件下卸压工程超出巷道边界1~2 m为宜.根据数值模拟结果和-80 m分段回采界线的位置,确定卸压工程范围,采用房柱法进行卸压后,采场的应力集中程度得到有效降低,安全回采矿石15万t,并为高应力矿山开采提供了卸压开采的新思路.