[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

说明书

本发明涉及一种采矿方法技术领域，具体涉及一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法。其步骤包括：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；研究铁矿双水平双阶段同时开采相互扰动效应，获取双阶段同时开采过程中上、下部采区的相互影响规律；研究上、下部采区之间设计留设20m水平矿柱对维持采场整体稳定性和控制上下部采区间的相互扰动影响的作用；研究深部采场结构参数和开采顺序，提出宜优先采用隔一采一的回采顺序，对于围岩破碎地段可采用隔二采一的回采顺序；研究分析开采对邻近断层的扰动作用。本发明通过采矿前对上述模拟分析，保障了采矿生产安全、以及对保持未来矿井生产的连续性和稳定性提供保障。

技术领域

本发明涉及一种采矿方法技术领域，具体涉及一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法。

背景技术

由于没能使用先进的采矿设备以及采矿方法，不恰当的采动影响地层的平衡条件，尤其对于岩石风化作用强烈，断层具多期次、重复性活动的构造。

并且当开采深度大，地应力高，与浅部矿井相比，矿体赋存状况发生了较大的改变，工程地质条件也变的更加复杂，部分采区断裂构造发育并切割矿体，岩体破碎，构造活动强烈，基岩因遭到不同程度的拉张或挤压破坏，透水性、富水性增强。因此，上下水平开采的扰动效应将相互叠加，不仅可能影响围岩力学特性及应力环境的改变而且会导致的多场耦合效应可能导致局部应力的集中、局部区域能量的积聚和较大区域内岩层的大范围调整和移动，从而诱发岩爆、冒顶、片帮、突水等开采动力灾害问题。

现有专利文献CN102155227A公开了一种垂直方向上连续开采方法及在全矿体连续开采中的应用，通过在垂直方向对矿体进行划分，并分别对矿块同时进行开采和充填，保证了矿山生产的均衡性，并且在开采和充填阶段间不预留水平矿柱，有效减少了阶段间水平矿柱矿量的损失，还能保证各中段采场安全回采和有效的衔接，但是该技术方案仅关注了在矿房矿柱的设置，仅简单通过力学计算了充填体的让压性，没有综合考虑地质条件、多矿体、多水平的开采顺序对开采扰动作用及其结构性致灾的问题。

发明内容

本发明旨在克服多矿体之间、浅部采场与深部采场之间、矿体与断层之间可能存在的开采扰动多场作用及其结构性致灾效应问题；为解决以上问题，目的是提供一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法。

为了实现上述目的，采用的技术方案是，一种保障矿山双水平双阶段开采安全的模拟方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。