在采矿领域，岩土工程师需要采用最新的地下软件创新技术，以揭示岩土复杂性，并为安全和生产力做出关键决策。PLAXIS 3D帮助中国煤炭科工集团有限公司（CCTEG）研究团队，成功计算了老虎台矿区土壤和岩石的复杂相互作用。在亚洲最大的露天矿之一，多个团队全力推进工作，岩体稳定性成为一个重要话题。老虎台矿位于中国辽宁省，地质条件复杂。矿区内的矿用列车在矿坡附近和地下斜井上方运输大量物料，产生强烈振动。根据MDPI期刊发表的文章，需要评估这些强烈的铁路振动对矿山安全的影响。Seequent公司岩土分析产品经理Miquel Lahoz指出：“在工作区域附近有列车运行是相当罕见的。这些矿用列车仅在内部使用，标准允许它们比常规列车更大更重。”因此，它们可能对矿坡和下方隧道的安全产生重大影响。安全至关重要，始终关注的是矿坡或隧道失稳的可能性。 老虎台矿地质分析，老虎台矿位于中国辽宁省，图中展示了矿区概貌（a）以及矿区公路和铁路的一部分（b）。(图像来源：MDPI)
征服岩土工程挑战
研究团队利用PLAXIS 3D软件建立了复杂的数值模型，以模拟铁轨、边坡、隧道与下伏地质之间的多重相互作用。借助其创新的三维建模功能，研究团队能够进行先进的有限元土壤和岩石变形分析设计。团队评价PLAXIS时表示：“它具有扎实的理论基础、用户友好的界面，以及在几乎所有岩土工程领域中进行分析的强大逻辑性。”PLAXIS是 Seequent旗下世界领先的岩土分析和信息管理解决方案套件的核心组成部分，该套件还包括 GeoStudio 和 OpenGround。 PLAXIS的优势
Miquel Lahoz担任Seequent产品经理，拥有6年的PLAXIS使用经验。他深知软件在解决复杂岩土工程问题中的价值。他表示：
“PLAXIS几乎可以处理任何岩土工程模拟项目，无论是土壤、岩石，还是两者的组合。它可以考虑地质材料行为的几乎所有方面，包括静态或动态载荷下的稳定性和变形。”岩土工程师的任务是评估边坡和地下结构的稳定性，以预防或预测潜在的塌陷、滑移或失稳。“需要的是以数据驱动的最新创新技术来支持对周围地下环境的稳健评估，”—Miquel Lahoz，Seequent 产品经理Miquel致力于确保软件开发能够帮助客户解决复杂挑战。他表示：“当我与使用我们软件的团队交流时，我希望更多地了解他们的工作与成功，同时更好地理解他们面临的挑战。”“并将这些信息传递给我们的研究人员和开发团队，以便为客户提供更完善、更强大的软件。”老虎台矿的岩土工程挑战
要理解老虎台矿的岩土工程难题，需要认识到这是一个非常多维的土壤与岩石力学场景。矿区总面积达数公里，但此次岩土分析的关注点集中在一个较小的区域——200米长、120米宽的区域，围绕着两条隧道展开。 “矿用铁路在边坡附近地表运行，并穿越两条倾斜井巷，这些井巷本质上是隧道。”— Miquel Lahoz这些隧道穿过一层较弱的氯化岩层，长期承受重型列车通过时产生的持续振动。这种复杂条件对隧道的稳定性构成了巨大挑战，需要全面的技术解决方案来支持分析与决策。
模拟复杂的岩层结构，在PLAXIS中模拟了复杂的上部砾石层、砂岩层、弱氯化岩层以及底部砂岩层。(图像来源：MDPI)
揭示岩土复杂性
PLAXIS是专为岩土分析设计的软件，帮助团队捕捉所有结构相互作用，并模拟表层土壤和下部岩石的复杂行为。“预测结果通过现场测量验证，边坡被证明是稳定的，安全系数为1.2，远高于中国矿业标准的1.05阈值。”-砾质表层土壤的最大位移约为5毫米，这在稳定的下部岩层情况下属于正常范围。PLAXIS不仅帮助团队评估了列车振动对边坡和隧道的动态影响，还帮助深入理解了各种地质特征的作用，如表层砾石、下部砂岩和弱氯化岩层。安全矿山创造经济效益
“全球没有两个矿区是完全相同的。作为岩土工程师，采矿工作总会带来各种挑战。” — Pieter Neethling，Seequent 采矿业务运营部总监Pieter拥有超过30年的采矿行业经验，他强调安全的重要性：“我们必须始终考虑如何最有效地保护团队、设备以及采矿作业的安全。”岩石属性的多样性使岩土工程比传统建筑材料更具复杂性。“拥有像 PLAXIS 这样创新工具支持的数据和详细岩土模型，可以帮助深入评估土壤和岩石的复杂力学行为，”Pieter说。“在老虎台矿，两个倾斜井巷是整个作业的关键门户。保持隧道畅通和矿区正常运行不仅是经济需求，更重要的是确保安全。” PLAXIS有限元模型展示，PLAXIS的有限元模型直观地展示了两个倾斜井巷依次穿过各岩层的位置。(图像来源：MDPI)
赋能采矿领域的岩土工程师
MDPI的研究为岩土工程师提供了一个重要价值：通过实际案例，展示了PLAXIS如何用于解决复杂的稳定性分析及应力-应变分析场景。将分析结果与现场监测数据进行对比，大幅提升了研究人员对PLAXIS、有限元分析及其数值模型的信任度。“这是一项极好的验证，当结果稳健并能够验证安全系数时，我们能学到很多并建立信心，” — Pieter Neethling“我们可以深入探讨需要哪些改进来突破技术的边界，使我们能够更好地应对行业中的复杂挑战。”PLAXIS 通过强大的建模能力和分析工具，持续推动岩土工程领域向前发展，为采矿工程师提供解决复杂问题的有效支持。联系我们
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