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高地应力金属矿山开采及支护方案的数值模拟

高地应力金属矿山开采及支护方案的数值模拟

摘要：

随着我国经济的快速发展，金属矿山的开采量也呈现出快速增长的

趋势。然而，高地应力金属矿山开采面临着许多挑战，如深部岩石的高

应力状态、地质结构复杂、采场围岩的破坏等。本文通过数值模拟的方

法，研究了高地应力金属矿山开采及支护方案，分析了开采对围岩稳定

性产生的影响，为金属矿山开采提供参考。

关键词：高地应力，金属矿山，数值模拟，支护方案

一、引言

高地应力金属矿山的开采面临着许多难题，如深部岩石的高应力状

态、地质结构复杂、采场围岩的破坏等。这些问题对金属矿山的安全生

产和经济效益产生了严重的影响。因此，研究高地应力金属矿山的开采

及支护方案具有重要的理论和实际意义。

二、高地应力金属矿山围岩的力学特性

高地应力金属矿山的围岩一般为脆性岩石，其力学特性具有很大的

差异性。因此，精确地模拟高地应力金属矿山开采对围岩的影响是十分

困难的。本文采用数值模拟的方法，建立了一个高地应力金属矿山开采

的数学模型，模拟了采场围岩的变形和破坏过程。

三、数值模拟方法

本文采用了有限元法和数值模拟技术，建立了高地应力金属矿山开

采的数学模型。首先，根据地质调查和岩石试验数据，建立了采场围岩

的力学参数模型。然后，采用ANSYS软件进行模拟分析，得到了开采过

程中围岩的变形和破坏情况。

四、数值模拟结果分析

通过数值模拟分析，本文得到了高地应力金属矿山开采过程中围岩

的变形和破坏情况。结果表明，在高应力条件下，采场围岩存在较大的

变形和破坏。此外，开采过程中围岩的破坏会导致采场的塌陷和裂缝扩

展，给矿山的安全生产带来了严重的威胁。

五、支护方案的优化

为了提高高地应力金属矿山的开采效率和安全性，本文提出了支护

方案的优化措施。通过在采场中设置合理的支护结构，可以有效地控制

围岩的破坏，并保证采场的稳定性。此外，合理选择支护材料和支护参

数也是提高矿山开采效率的重要手段。

六、结论

通过对高地应力金属矿山开采及支护方案的数值模拟研究，本文得

出了以下结论：

1.高地应力金属矿山的开采对围岩的稳定性产生了较大的影响。

2.数值模拟可以有效地模拟开采对围岩的变形和破坏过程。

3.通过优化支护方案可以提高矿山开采的效率和安全性。

综上所述，高地应力金属矿山开采及支护方案的数值模拟是提高矿

山开采效率和安全性的重要手段。本文的研究结果对于指导金属矿山的

开采具有重要的意义，对矿山的安全生产和经济效益的提高具有一定的

参考价值。

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