[发明专利]一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法

权利要求书

1.一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、开展室内岩石力学试验，获取矿区典型岩体及结构的物理力学参数；

步骤二、进行双水平双阶段同时开采相互扰动效应分析，获得双阶段同时开采过程中上、下部采区的相互影响规律；

步骤三、在上、下部采区之间留设水平矿柱；

步骤四、进行深部采场结构参数和开采顺序优化分析，提出宜优先采用隔一采一的回采顺序，对于围岩破碎地段采用隔二采一的回采顺序；

步骤五、分析开采对邻近断层的扰动作用。

2.根据权利要求1所述的一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法，其特征在于，所述步骤一中室内岩石力学试验包括单轴抗压试验、劈裂抗拉试验、岩石三轴压缩试验以及断层破碎带岩体结构面直剪试验。

3.根据权利要求1所述的一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法，其特征在于，所述步骤二包括不同水平中段采场稳定性数值模拟分析，数值模型如下：下部的中段采场和上部的中段采场，先开采上部的中段采场，采场矿体采用中深孔爆破落矿嗣后充填采矿方法，隔一采一，第一步先采矿房，计算至平衡；然后对矿房进行胶结充填，作为二步骤采场的矿柱，计算至平衡；第二步回采矿柱，计算至平衡；然后对矿柱区域进行尾砂充填，计算至平衡；上部中段开采完毕后，再进行下部中段开采，其开采方法与上部中段一致。

4.根据权利要求1所述的一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法，其特征在于，所述步骤三中水平矿柱厚度是结合极限平衡强度理论结合受力条件解出预留矿柱安全厚度h；其中在水平矿柱宽为a、水平矿柱长为b，极限抗拉强度为σ_r，泊松比为v，上部充填体对水平矿柱均布荷载为q条件下，求出预留矿柱安全厚度h；

所述预留矿柱安全厚度h的表达式为:

5.根据权利要求1所述的一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法，其特征在于，所述步骤四中根据同类型生产矿井的经验，矿块回采顺序为隔一采一和隔二采一，并结合Mathews稳定图法分析出矿块宽度，按照不同的回采顺序和矿块宽度，采取不同的组合方案进行数据模拟优化分析。

6.根据权利要求1所述的一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法，其特征在于，所述步骤五中邻近断层的扰动作用根据库伦扰动应力模型及其动力学特征判据进行分析。

7.根据权利要求6所述的一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法，其特征在于，所述步骤五中动力学特征判据包括断层破坏扰动应力判据、断层扰动破坏额库伦应力面积判据以及断层扰动的库伦应力梯度判据。