新疆喀拉通克铜镍矿采矿环境再造人工结构受力分析与模拟

"采矿环境再造人工结构受力理论分析与数值模拟，周科平，胡建华，雷涛。文章探讨了深孔诱导崩落采矿法在新疆喀拉通克铜镍矿的应用，通过弹性理论和细观有限元模拟技术，研究了采矿环境中人工结构的力学状态和响应规律。" 在矿业工程领域，开采过程中的环境保护和结构稳定性至关重要。本文针对这一问题，以新疆喀拉通克铜镍矿的采矿环境再造深孔诱导崩落采矿法为研究实例，深入探讨了人工结构在开采过程中的受力状态。深孔诱导崩落采矿法是一种高效且环保的开采方式，它通过预先布置的深孔诱导矿石崩落，进而重塑采矿环境。 利用弹性理论，研究人员分析了人工结构在开采过程中的力学行为，包括人工顶板和人工条柱的应力分布和变形情况。理论计算揭示了随着开采的进行，人工顶板经历由受压到受拉的转变。在开采结束后，顶板整体呈现受拉状态，两侧出现明显的应力集中，中部则有最大的拉应力，导致的最大沉降位移可达到6.6厘米，这可能对采矿作业的安全性和结构稳定性产生影响。 同时，通过细观有限元模拟技术，进一步揭示了人工条柱的应力变化特点。在开采的第一步和第二步，人工条柱的应力变化显著，两侧条柱表现出不同的稳定性状态。右侧条柱中、上部受到的拉应力较大，可能面临更大的破坏风险，这需要在实际操作中采取额外的支护措施。 总体而言，尽管存在局部应力集中和稳定性差异，人工结构的整体稳定性被认为是良好的，能够为采矿生产提供安全的工作空间。这一研究成果对于实现采矿环境的再生和优化采矿工艺具有重要的实践指导意义，同时也为类似矿山的开采设计提供了理论依据。 关键词：采矿工程；环境再造；力学分析；数值模拟；人工顶板；人工条柱 文章的发表，如标签所示，属于首发论文，意味着它代表了该领域的最新研究成果，并对后续的科研工作和采矿实践具有开创性贡献。对于从事矿业工程的科研人员和工程师来说，理解这些理论分析和数值模拟的结果，有助于他们在实际工作中更好地预测和控制采矿环境的人工结构稳定性和安全性。