【摘 要】
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对于采用房柱法进行资源开采的矿山,采场的稳定关系到矿石的产出和作业人员的安全,在保证采场稳定的同时获得最大的回采率需要对采场结构进行精细的设计。为优化某钨矿的房柱法采场结构参数,通过现场调查和室内试验确定了该矿的岩体力学参数,建立了采场顶板-矿柱体系力学模型,获得了最优的采场结构参数,采用数值模拟方法验证了该采场结构参数可应用于现场。基于上述研究,获得的主要研究成果如下:（1）对取自该钨矿的岩石样
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对于采用房柱法进行资源开采的矿山,采场的稳定关系到矿石的产出和作业人员的安全,在保证采场稳定的同时获得最大的回采率需要对采场结构进行精细的设计。为优化某钨矿的房柱法采场结构参数,通过现场调查和室内试验确定了该矿的岩体力学参数,建立了采场顶板-矿柱体系力学模型,获得了最优的采场结构参数,采用数值模拟方法验证了该采场结构参数可应用于现场。基于上述研究,获得的主要研究成果如下:（1）对取自该钨矿的岩石样品进行了室内力学实验;对该矿的结构面进行了全面调查;在此基础上应用Hoek-Brown岩体破坏准则确定了岩体的基本力学参数,为后续的理论分析和数值模拟奠定了基础。（2）采用自然平衡拱理论估算了三维情况下正方形采场的顶压分布。采用A.H.威尔逊弹性核区理论及其相关理论,计算得到保持巷道和采空区稳定时边界矿柱的最优宽度为7m。（3）通过求解基于弹性地基的顶板-矿柱体系力学模型控制方程,得到了不同边界下顶板稳定时矿柱数量为9、16、25分别对应的矿柱平均宽度,并分析了不同边界条件下矿柱总支撑面积与顶板相关参数之间的关系。通过求解基于弹性点支撑的顶板-矿柱体系力学模型,得到了不同位置的矿柱宽度,并分析了矿柱宽度随其分布位置变化的原因。分析结果表明:顶板厚度对矿柱总支撑面积的影响最大;无论顶压是否为均布载荷,当矿柱数量未达到过量支护时,受采场尺寸影响,矿柱宽度与距采场中心的距离成反比。（4）结合回采率分析了由以上两个顶板-矿柱体系力学模型综合计算得到的采场结构参数,获得了采场稳定时最佳的采场结构参数:边界矿柱宽7m,采场内矿柱数量为16,依据距采场中心距离分类,固支边界下宽度设置为9.55m、8.29m、7.23m,对应回采率为74%;简支边界下宽度设置为9.55m、8.93m、8.22m,对应回采率为71%。采用最佳采场结构参数建立了数值模型并用FLAC3D软件进行计算,模拟结果表明:上述力学模型计算得到的最佳采场结构参数足以维持采场稳定。为该矿提供了一套新的采场结构参数。
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