[发明专利]一种充填法采矿工程决策方法

说明书

本发明公开了一种安全高效充填采矿工程决策方法，该方法集监测技术、回采方案决策方法、采场灾变失稳风险概率计算于一体，使充填法采矿实现回采方案决策科学化、灾变风险控制合理化，从而实现复杂难采矿山充填法采矿的安全、高效和低成本生产。

技术领域

本发明属于充填采矿领域，具体涉及一种充填法采矿工程决策方法。

背景技术

充填法采矿将废石、尾砂、废水等废弃物回填到地下采场，有效控制采场地压，减小地表沉陷；并且还能够减少废弃物排放，实现无废或少废绿色开采，从而保护环境和控制地质灾害。与其他采矿方法相比，充填法采矿回采工艺较复杂和采矿生产能力较低，因此采矿经济效益相对较差，通常用于有色和贵金属矿体开采。随着我国对资源开发环保要求越来越严格，不仅有色矿山充填法采矿比例迅速提高，而且大型铁矿充填法开采已经得到越来越广泛应用。

矿山工程包含众多不确定性因素，给矿山安全、高效生产带来重大安全隐患。随着技术条件好的矿体开采日趋枯竭，地质条件复杂和“三下”(水下、铁路下、建筑物下)难采矿体开采是未来资源开发的必由之路。复杂难采矿床的安全、高效和低成本充填法开采是亟待解决的关键技术。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种充填法采矿工程决策方法，该方法能够降低充填采矿成本，防控采矿地质灾害，确保采矿安全生产，从而提高充填法采矿的经济效益和社会效益。

上述目的是通过下述技术方案实现的：

一种充填法采矿工程决策方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)采用GPS变形监测技术对矿区地表变形进行实时监测；

(2)选择岩体变形模量E和泊松比μ、充填体变形模量E^*和泊松比μ^*作为岩体和充填体变形特征参数，针对当前开采阶段，进行E、μ、E^*、μ^*四因素三水平的正交数值试验，获得矿区地表上N个监测点的三个方向的计算变形值(i＝1,……,N；m＝1,……,9；j＝1,2，3)；根据所述计算变形值进行统计回归分析，建立第i个监测点的第j方向的变形值与岩体和充填体变形特征参数E、μ、E^*、μ^*的关系函数：V_i^j＝f_i^j(E，μ，E^*、μ^*)，(i＝1,……,N；j＝1,…3)；通过GPS变形监测技术获得的地表上N个监测点第j方向的监测变形值为P_i^j(i＝1,……,N，j＝1,…3)；以N个计算变形值V_i^j与监测变形值P_i^j之差的平方和最小为优化目标，获得当前开采阶段岩体和充填体变形特性参数的辨识目标函数：采用优化算法，对所述当前开采阶段岩体和充填体变形特性参数辨识的目标函数进行求解，获得当前开采阶段的岩体和充填体等值变形特性参数：E_e、μ_e、E_e^*、μ_e^*；