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南非Dilokong铬矿采场结构参数优化
2014-10-24
南非Dilokong铬矿矿体含铬品位较高,为典型的缓倾斜薄矿体,设计采用房柱 采矿法进行回采。针对 Dilokong铬矿缓薄矿体的开采技术条件及采矿难题,为探求其合理的采场结构参数,实 现现场的安全、高效开采,研究 采用正交数值模拟试验,选取了矿房长度、矿房跨度、点柱尺寸和点柱间距4个因素,正交设计 了4因素3水平9种采 场结构参数模型的试验方案。通过FLAC3D软件对不同方案的围岩应力及位移分布数值模拟 结果的对比分析,研究各 参数对采场稳定性的影响及优化采场结构参数。试验结果表明,矿房跨度及点柱尺寸是影响采场 应力集中和位移变 形的重要参数,并确定了...
Series No 460 Octoberꢀ 2014 !ꢀ ꢀ "ꢀ ꢀ #ꢀ ꢀ $ 20%14&(&46010'' ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE = > Dilokong ?%/@ABCDEF 1 1, 2 1 1 0>? 8 9: ꢀ 5 ꢀ ; ꢀ < ꢀ = ꢀ ( 1. )*+,-./0123,4, 56 78 110819; 2. !~#=€efgh>?, *‚ 101500) - ꢀ .ꢀ R; Dilokong âCCjÕâãfÂX, ¿£‹F®<äåCj, stL—u›LC´¼½KL。 m Dilokong âC®åCjFuLÍÎ~€LCÏÐ, ¿0æ;=œFLUn‘oQ, χ‡UF“”、 X*uL, '< L—ÙÊQgPçz, ë|aCu@@、 Cu}@、 9›È9›Ìè 4 Öbé, ÙÊsta 4 bé 3 \] 9 YL 3 D Un‘oQg‹Fçz¯0。 xy FLAC Oüé¯0Fw×³€fmzØQgPnÞFz{, '<É oQLUQª­Fòó€W™LUn‘oQ。 çznމÃ, Cu}@€9›]òóLU׳rGÈfm „ F%ÖoQ, ©»ªa=œFLUn‘oQ, ¡Cu@@ 50 m、 Cu}@ 26 m、 9› 5 m × 5 m €9›Ìè 2 m, <nސ‡UJËÚCjFKLÑgÜ>Z[56。 ' / 01ꢀ ƒ#ꢀ „ꢀ#Hꢀ uvwxꢀ ]†‡ˆ‰u ꢀ ꢀ 23456ꢀ TD853ꢀ ꢀ ꢀ 789:;ꢀ Aꢀ ꢀ ꢀ 7<=6ꢀ 10011250( 2014) 1000904 Stope Structure Parameters Optimizing on Dilokong Chromium Mine in South Africa 1 1, 2 1 1 Qiu Jingping ꢀ Wang Zhen ꢀ Xing Jun ꢀ Sun Xiaogang ( 1. College of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819, China; 2. Jchx Mining Management Co. , Ltd. , Beijing 101500, China) Abstractꢀ Dilokong Chromium Mine in South Africa is a high grade deposit and it is the typical gently inclined thin bodies, the roomandpillar stoping mining method was adopted. According to the mining conditions of gently inclined thin Chrome ore body and current mining problem of Dilokong chromium mine, in order to get the reasonable structure parameters and achieve safe & efficient mining, the paper adopted orthogonal numerical simulation experiments, which selecting four pa rameters including room length, room width, pillar dimension and pillar spacing, and orthogonally designed nine feasible stope 3 D structure models with four factors and three levels. Through FLAC simulation results comparing of stress status and surround ing rock displacement of different structure parameter schemes, the paper had studied influence of different parameters to stope stability and optimized stope structure parameter. The research result showed that room width and pillar dimension were the im portant influence parameters of stress concentration and displacement deformation, and the reasonable stope structure parame ters were determined: the length of room is 50 m, the width of room is 26 m, the dimension of pillar is 5 m × 5 m and the spac ing of pillar is 2 m. The results will guide a significance to next mining of Dilokong Chromium Mine. Keywordsꢀ Chromium mine, Gently inclined thin ore body, Numerical simulation, Stope structure parameter 1 ꢀ Dilokong —@`YDE GÌځ`@çh 0 6 m, æ9 1 :-。 LG6 C“G Dilokong âC¿G}rê[R;ë!u†Fâ lÀÁ‹®<äåCj, <ù¿ 9 ~ 13°, CjÅ_、 3 CCÄ, Cjìrô“Åџ, „ÅÂfŽ, ¢>h[ <_、 <ù™üç, C£¡@¿ 4 25 t/ m 。 3 00 ~ 400 m, ÌM£¦ä@¿Ó、 ÙM£¦Ú Dilokong âCCjÆz¿ÔE¼½uL, ÔEo ¦GïñCð¿Gï_CjA®¼, L—ñòu› LC´¼½KL, ¡LUu›ꢀع, LU@@¯_ PCjÅ_ôãh 90 m, LU?@h 20 m, ̛?@ [ 1] ¿Ó 。 Dilokong âC2ÓuLF!"¿ LG6 â 2 3  C“, Cr O ãf¿ 43% ~ 47% 。 LG6 âC“^ 2 # zí’, ځT;z’ LG6 ÓC“È LG6a C“。 LG6 ÓC“`@ 1 1 ~ 1 3 m, ]L`@ 1 12 m, ¸î g 0 33 ~ 0 35 m `F LG6a C“, ]L`@ 0 34 m, [ 2] h 6 m, LUoL—ó›•á 。 bcCjüôK L, DilokongâCHEOÁüôõç, éê^lLU ! % ) "#$ꢀ 20140609 &'(ꢀ “ ìDß” ê8&͕–tÆ12( 34: 2011BAB07B02) 。 *+,ꢀ àh]( 1975— ) , 8, á!9, :;。 · 9· % & 460 'ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ !ꢀ ꢀ "ꢀ ꢀ #ꢀ ꢀ $ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2014 (& 10 ' 2  2ꢀ GAžŽu€ QgP:L—Fj(œ³üoQæ‰ 1 : 。 -  1ꢀ GAžŽu€ Table 1ꢀ Physical and mechanical parameters of rock mass ) ­ o› œù / ( °) ¨™ –@ / MPa ¨¦ –@ / MPa  j ¡ꢀ @ oš³ X‹ / ( g/ cm3 ) gt *+ / MPa 9 85 34 85 11 98 43 11 10 67 37 21 / GPa ä@ 2 86 âBC 4 26 3 24 27 72 0 25 34 47 0 23 30 56 0 22 4 43 4 71 4 52 37 8 45 21 42 88 Úꢀ  3 1ꢀ ˜™ Dilokong —@š›PQR 2  3ꢀ „ꢀhi Fig. 1ꢀ Section schematic diagram of Dilokong chromium ore bed in South Africa st¯0ê, ÉbéF|yÖ[=œFvwð o。 Cu@@F|lJ,-=œF-CèÁ|; CuF}@xyIJؕáHÌé*PÃtÜ âÌFq.( }@ = é* × u/j•á) æ ï; 9›€;Ì艕IJC&9›Fع¯ꢀ n‘oQü=œ, LUöSOÁyçZLUoþL— ó›•á, >ãæJI¦¬/÷øZæ, LU¬ IÌùŒêg†=, åežŸUæJLúN(“” òóC&=Ñý³。 bcûyyÖ¼½ Dilokong âCFLUn‘oQW™, »ª=œFLUn‘o Q, ¿C&F“”、 X*=ў±&ül•。 € © » ª。 Ébéë|z]ë| 3 Ö\], æ‰ 2 :-。  2ꢀ Ÿꢁ¡¢ Table 2ꢀ Factor levels table 2 ꢀ „ꢀ‚† 1 — Ansys OŠÎttg‹, ©L—g´Wz Cu@@ Cu}@ 9› 9›Ìè D/ m bé\] A/ m B / m C / m × m 3 D 1 2 3 40 50 60 22 26 32 3 × 3 4 × 4 5 × 5 2 3 4 O FLAC N¿W™LUn‘oQFgPz{M [ 3] Ñ ¼ „ , QttG„ª:g˜‚Lü=›‡ - ýþ ½, Ɂ“ðÌ¿Ž=eÿ, j¿É_é­Fƒ !Ã[ 4] , ԁI׳þwx"ꢀ#¡jM% 4 ꢀ ꢀ '<sta 9 Y¯0F L9 ( 3 ) ÙÊçz, '< 4 Öbé 3 Ö\]LUwQª­Fòó, 0݉ 3。 g‹Fòó。  1ꢀ ‚†ˆœ •Cj|}Å[, g‹FCj|}~: ¸Ô 4  3ꢀ L ( 3 ) ‚ƒ4K£¤¥¦ 9 2 4 Table 3ꢀ L ( 3 ) Simulation experiments 9 ‰ based on orthogonal analysis b é \ ] w¿ä@, JÔw¿Ú, Cj<ù 10°。 ö ¯ 04 A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 ÷  ] 9 ‹ øJCjMaÏÐ, ŠgoQ: Cj<ù 10°, g‹ F@?Xvw¿ 600 m × 300 m × 200 m, Cj\ `@ 2 m, §¨CD«<_ 60 m, «Å_ 101 m, æ 2 :-。 g‹èꢀäå_JF%³è$@, Tg ¸™¦¸F“%tN¿×³™~¥è[ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ g‹F¸™。 g‹FJ#™~‹™¿%ª ~。 wxg‹Fº#™~ê, ¥è&/™ , ¡[g‹Fº#™\]¯_Ffmél', ™ ~ 3 ꢀ €‚ƒsrj4K äå¯_»¦–/。 gPnÞÓ։•×³PfmzØZ[¼½z { 。 [l1”FÔb, þ2Ÿ¯0Ⅴ( Cu}@ 26 m, Cu@@¿ 50 m, C› 5 m × 5 m, C›Ìè 2 m) «LU@­GHPC›GHFttnÞ7O9¦ ɯ0FttnÞ349è¦z{。  1ꢀ §Ž4¨©ª lu›ꢀFLU, µ5;LUFQª­×îÌ ÙMüŸ‡™×³6F™×³ÛlÌÙM € 3  3 2ꢀ Ansys ‚†3 Fig. 2ꢀ Ansys model diagram · 10· ꢀ ꢀ ꢀ Š‹ŒX: Ž Dilokong ƒ#]†‡ˆ‰uꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2014 (& 10 ' jF¨™–@。 éê×îC›F¦×³Ûl;¨¦ 3 2ꢀ H4¨©ª4K – # ³ @。 ë|LUÌÙMw€C›N¿z{Fq7 f, TLUÌÙMwöç™×³ÈC›öç¦× N¿z{LUQª­Å[F׳Üâ。 LUFQª­»¦xyÌÙM“Ffm„ tj‡。 eLUwÂ„tyç, y;:cF9´ fm, LU‘g»ýPQ。 Œ»¦ë|fm„t N¿;ôLUQªFÜâ。 ^ ׳ù9 3 »ꢀ, Cuu/G, [ÌÙMöS O8kLŸ‡a™×³; beùk„ÅFüƒ„ , Ñ=ay_¦×³rGE; C›ñ¦Ñ=a׳ rG‡i。 ɯ0ÌÙM€C›×³æ9 4 ¦-, ɯ0FLUn‘oQë|Füé, :Ñ=FÌÙM ë9 5 ¤_fmù9»¦ÆŸ: Cju/G, H EÌÙMñ׳N—, L_HE¯_m/, ÿ’aL UÌMFÀ·PÙMFÙ<; C›¸JÔwGz] Ÿ‡aôªF¤_À·t€¸=fmt, [ŒáC› ÜákfmŠ。 ­ € » % C›F׳ÉüRé, ZWèÂç。 xy9Wz{ ï: ÉbéÌÙM™×³€C›¦×³çŠòó Ö­âDz]¿ B > D > A > C P C > A > D > B, ò óÌÙM™×³çŠFÓÖbé¿Cu}@; òóC › ¦×³çŠFÓÖbé¿C›F。 3 5ꢀ «¬­j@±‘NH Fig. 5ꢀ Vertical displacement of roof & floor and pillar xy9 6 ɯ0F†‡ÌÙMŸ‡Föç fmLüRé, ·‰•;fmù9»ꢀŸ‡öçf mFE>ô?flLHEG#LUÌMGHFf¹。 xy9Wz{»ï: ÉbéÌÙM€C›M¤_À ·tçŠòóFÓsâD¿ B > A > C > D, ¡Cu} 3 3ꢀ «¬­®¯°§ŽF@±®¯²§Ž Fig. 3ꢀ Maximum tensile stress of roof & floor and maximum compressive stress of pillar @ ¤_À·tò󿦲。 ë9 6 »¦ÆŸ, ¯ Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅴ、 Ⅶ¤_fmnÞLŠ, ÑgÂÄFç z*Þ。 0 3 4ꢀ ³hi«¬­j@±§Ž Fig. 4ꢀ Stress value of roof & floor and pillar of each scheme ■ — ÌÙMöç™×³; — C›öç¦×³ 3 6ꢀ ³hi«¬­j@±‘NH ▲ Fig. 6ꢀ Vertical displacement of roof & floor and pillar of each scheme ● ▲ — ÌMöçJÀ; — ÙMöçÙ<; — C›öçfm ë9 4 »¦ÆŸ¯0ⅤFÌÙM™×³€C› ׳LŠ, ÑgæFW³。 ¦ ■ · 11· % & 460 'ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ !ꢀ ꢀ "ꢀ ꢀ #ꢀ ꢀ $ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2014 (& 10 ' 븿9Wz{»ïUÉbéF%Öa@, ;G CuF}@€9›FLUFQª­òóöç。 éê, xyɯ0QgPttnÞ»¦ÆŸ: #z 0, æ¯0Ⅷ^l9›yŠ, C›GF׳y; ´¨¦–@, Ñ=a©y«¬, C›GŸ‡açv wFV­@AE>; æ¯0Ⅸ, ^lCu@@€}@ ë|Fyç, ÌÙMGF™×³y;jF9´ ™–@, >ãÌÙMfmyç, Ñ=a™«¬; æ¯ Ⅰ、 ⅡBžwF׳Å[ÂÄ, ·CuFoQ yŠ, ·ÛC£K­2, ÿ’C£CPtç; ßR l¯0Ⅶ, ¯0ⅤÑgæFW³: ÌÙMöçF™ ³¿ 4 33 MPa, C›GFöç¦×³¿ 36 1 MPa, Lpy;ÉMF¨™–@€¨¦–@; ÌÙMFö ( 4) gPnޒÃ: [LU@@ôªFZ[J, ¶ŠÌÙM™×³、 ¤_fmög*FF´]¶sL UF}@; ¶ŠC›G¦×³ög*FF´]õç9 ›F; bcë¶sÌÙM€C›F׳、 fmF ù@¼½LUst, xyR¶ŠCu}@、 õç9 ›žXLUQª­]»½F。 ¯ 9 uꢀ vꢀ 7ꢀ 8 ¨ [ 1] ꢀ ž¢G, ƒ&H, $IJ. 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