[发明专利]一种井下多分层一步采的充填方法

权利要求书

1.一种井下多分层一步采的充填方法，其特征在于，包括如下步骤：

针对充填体力学特征，建立对比充填方案；所述充填体力学特征包括充填体的强度；所述对比充填方案包括均质充填方案和区带式充填方案；所述均质充填方案包括充填强度的设定；所述区带式充填方案包括依次设计下部充填区、下部加强带、腰部加强带、上部充填区和顶部加强带；并规划各区或带的位置以及各区或带的灰砂比以保证各区或带实际强度；

采用数值模拟软件Flac3D结合矿山实际情况进行模拟计算，并对结果进行对比分析，获取最终的充填方案。

2.根据权利要求1一种井下多分层一步采的充填方法，其特征在于，所述的采用数值模拟软件Flac3D结合矿山实际情况进行模拟计算包括：

获取数值模拟软件Flac3D计算需要使用岩石力学参数；

设计数值模拟软件Flac3D用边界条件，检验数值模拟的合理性；

数值模拟采用的判定准则为:主要指标为抗剪安全系数、拉应力大小及分布，次要指标包括最大压应力、最大顶板下沉量、与最大水平位移；数值模拟后，抗剪安全系数越大安全性越好，拉应力破坏深度越小安全性越好，另外拉应力的破坏位置及深度，能够为充填带区的布置提供依据；最终判定结果，以主要指标为依据，次要指标仅供参考；

通过数值模拟软件Flac3D，结合矿山实际情况建立平面应变模型进行模拟计算，并对结果进行对比分析，获取最终的充填方案。

3.根据权利要求2一种井下多分层一步采的充填方法，其特征在于，所述岩石力学参数包括充填体灰砂比、密度、内聚力、内摩擦角、充填体的弹性模量和泊松比、以及抗拉强度。

4.根据权利要求2一种井下多分层一步采的充填方法，其特征在于，所述设计数值模拟软件Flac3D用边界条件包括：对于理论边界，直接采用Flac3D位移、应力边界条件进行施加；观察充填体的竖向位移，如果位移量达到1.0cm，说明计算平面应变模型与实际井下现场较为接近，此时不再施加经验边界；否则施加经验边界，并重新采用Flac3D内置的initial命令，初始化网格内部x、y、z方向的应力，进行该阶段的计算；其中所述经验边界为充填体z方向位移，设为1.0cm；所述理论边界为平面应变模型，约束模型两侧边界的水平位移、下侧边界的垂向位移，整个模型的法向位移，同时还包括在模型上部布置均匀荷载。

5.根据权利要求1一种井下多分层一步采的充填方法，其特征在于，区带式充填方案包括普通充填区和加强带，其中加强带位于空区下部、上部、及腰部。

6.根据权利要求1一种井下多分层一步采的充填方法，其特征在于，对于井下多分层一步采的采场，高度达到25m至45m之间，采用二区二带模式，即底部充填区，上部充填区、底部加强带，顶部加强带。

7.根据权利要求6一种井下多分层一步采的充填方法，其特征在于，

底部充填区主要充填出矿堑沟，充填高度从采场底部到采场出矿堑沟向下1.5m处，28天强度0.7MP；充填配比：灰砂比1:15，浓度62％～63％；实际强度0.7～0.9Mpa；

上部充填区位于底部加强带上面及上部加强带的下面，充填高度根据采场实际情况定，28天强度1.2MPa；充填配比：灰砂比1:12，浓度62％～63％；实际28天强度1.2～1.24MPa。

8.根据权利要求6一种井下多分层一步采的充填方法，其特征在于，

底部加强带位于底部普通充填区上面，充填高度从底部加强带到第二分层凿岩巷道的顶部，28天强度2.0MPa；充填配比：灰砂比1:8，浓度62％～63％；实际28天强度2.0～2.1MPa；

顶部加强带接顶充填：位于上部充填区的上面，高度不低于7.5m,具体可根据采场实际情况进行调整，28天强度2.0MPa；充填配比：灰砂比1:8，浓度62％～63％；实际28天强度2.0～2.1MPa。