露天转地下无底柱分段崩落挂帮矿边坡岩移危害控制方法技术

本发明专利技术公开了一种露天转地下无底柱分段崩落挂帮矿边坡岩移危害控制方法，属于采矿技术领域，所述控制方法包括：（1）确定挂帮矿关键分段位置，在挂帮矿关键分段上盘侧设置滞后采区，以延缓边坡渐进破坏；（2）在靠近露天坑一侧设置滞后采区，形成岩堤以扩大塌陷坑净容积；（3）在正常采区采取下向阶梯状工作面，滞后采区的回采时间由总出矿量控制；本发明专利技术避免了传统露天转地下过渡阶段为确保边坡稳定而限制挂帮矿高效开采方法的应用，在挂帮矿实现高效开采的同时，能够保障地采扰动下边坡破坏不会危害露天采场。危害露天采场。危害露天采场。

【技术实现步骤摘要】
露天转地下无底柱分段崩落挂帮矿边坡岩移危害控制方法


[0001]本专利技术涉及采矿
，尤其涉及一种露天转地下无底柱分段崩落挂帮矿边坡岩移危害控制方法。

技术介绍

[0002]对于一个大型深凹露天金属矿山露天转地下开采过渡阶段，为实现露天和地下同时开采，一般要将地下采场与露天采场实现空间上的完全隔离，同时为减小地采扰动对边坡稳定的消极影响，地下采场开采方法的选择局限于空场法和充填法，这无疑会影响过渡期的产能平稳衔接。
[0003]若地下挂帮矿采场使用高效开采方法时，不会对露天采场产生扰动，实现二者同时开采，则可以有效改善露天转地下过渡期产能衔接的问题。但挂帮矿采用目前高效的无底柱分段崩落法开采时，会造成边坡破坏失稳，由此造成的滑坡会冲击露天采场，导致无法实现二者同时安全开采。
[0004]因此，本领域亟需针对大型深凹露天矿挂帮矿采用无底柱分段崩落法开采时地采扰动下边坡的破坏情形，寻求一个解决方案，以实现露天和地下开采安全高效互不影响，以便于提高过渡期开采效率，提高矿山开采的技术经济效益。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于提供一种露天转地下无底柱分段崩落挂帮矿边坡岩移危害控制方法，以解决上述问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：
[0007]一种露天转地下无底柱分段崩落挂帮矿边坡岩移危害控制方法，所述控制方法包括：
[0008](1)确定挂帮矿关键分段位置，在挂帮矿关键分段上盘侧设置滞后采区，以延缓边坡渐进破坏；(2)在靠近露天坑一侧设置滞后采区，形成岩堤以扩大塌陷坑净容积；(3)在正常采区采取下向阶梯状工作面，滞后采区的回采时间由总出矿量控制。
[0009]作为优选的技术方案，步骤(1)中，所述确定挂帮矿关键分段位置的方法为：利用基于极限平衡分析的挂帮矿开采诱发边坡渐进滑移模型进行确定。
[0010]作为优选的技术方案，步骤(3)中，所述总出矿量控制标准为：保证塌陷坑内剩余散体垫层厚度达标以及塌陷坑内净容积大于可能的边坡滑移体体积
[0011]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术避免了传统露天转地下过渡阶段为确保边坡稳定而限制挂帮矿高效开采方法的应用，在挂帮矿实现高效开采的同时，能够保障地采扰动下边坡破坏不会危害露天采场，其采矿效率可比现有其它挂帮矿回采方法提高50％以上，采矿成本可较现有其他采矿方法降低30％以上。
附图说明
[0012]图1为建立基于极限平衡分析的挂帮矿开采诱发边坡岩体渐进滑移模型；
[0013]图2为无底柱分段崩落挂帮矿控制边坡岩移危害过程图；
[0014]图3为本专利技术的露天转地下无底柱分段崩落挂帮矿边坡岩移危害控制方法示意图；
[0015]图4和图5为某矿山边坡岩移危害控制的实例图。
具体实施方式
[0016]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0017]实施例：
[0018]首先，需要说明的是：挂帮矿采用无底柱分段崩落法开采，当地下空区冒透地表形成采空区后，继续向下开采挂帮矿将会引起边坡渐进破坏，这种破坏并不是持续发生的，而是当回采至某个分段时边坡才会发生阶段性破坏，该分段即为本专利技术所述的“关键分段”。关键分段的位置以及边坡阶段滑移体体积可以采用基于极限平衡分析的挂帮矿开采诱发边坡渐进滑移模型(如图1所示)来确定。该模型认为当地表形成塌陷坑后，随着挂帮矿向下开采，边坡围岩会发生渐进破坏，当开采至某极限深度时，受岩体强度影响，边坡岩体中会形成张裂隙和剪切破坏面。
[0019]图1及下述的公式中：
[0020]c'
‑
岩体的有效粘聚力
[0021]H1‑
产生破坏时的开采深度
[0022]H2‑
产生后续破坏时的开采深度
[0023]H
c
‑
塌陷坑内散体厚度
[0024]S
‑
边坡产生破坏时挂帮矿开采跨度
[0025]T
‑
崩落矿岩施加在破坏面上的推力
[0026]T
c
‑
崩落施加在下盘岩体上的推力
[0027]W
‑
楔形体滑动岩体的重量
[0028]W
c
‑
崩落材料的质量
[0029]Z1‑
初始张裂隙缝深度
[0030]Z2‑
后续张裂隙缝深度
[0031]α
‑
边坡的坡度角
[0032]γ
‑
未采动前原岩岩体的容重
[0033]γ
c
‑
松散材料的容重
[0034]θ
‑
推力T与破坏面法线之间的夹角
[0035]β
‑
岩体的有效内摩察角
[0036]β
ω
‑
崩落材料与未采动岩体之间的摩擦角
[0037]ψ0‑
矿体倾角
[0038]ψ1‑
最低层采区近坑一侧边缘距坡面塌陷坑边缘连线的夹角，
[0039]ψ
b
‑
崩落角
[0040]ψ
p1
‑
初始破坏面倾角
[0041]ψ
p2
‑
后继破坏面倾角
[0042]根据上述理论，建立基于极限平衡分析的挂帮矿开采诱发边坡岩体渐进滑移模型(如图1所示)，并做出如下假设：
[0043](1)边坡破坏的初始位置可由已知的几何参数H1、H
c
、Z1、ψ
p1
确定；
[0044](2)新开采深度H2上的崩落范围是由达到临界深度并与矿体平行的张裂隙决定的；
[0045](3)边坡岩体的破坏沿一个临界剪切平面发生，该剪切平面的位置可由岩体强度和施加的有效应力来确定；
[0046](4)边坡岩体具有均匀的和各向同性的力学性质。它的剪切应力由库伦判断的有效应力形式来确定；
[0047](5)在分析过程中，对已崩落岩体和正在崩落的岩体中的应力分布做了简化；
[0048](6)边坡环境为疏干状态，忽略水的影响。
[0049]渐进崩落岩体DBCEFN的重量为：
[0050][0051]渐进崩落岩体DBCEFN的基底滑移面面积，即EF滑移面的单位厚度面积为：
[0052][0053]崩落散体所引起的推力为：
[0054][0055][0056]假定散体通过挤压滑移体DBCEFN最终传递到滑移面EF上的推力T在传递过程中无损失或耗散，则T与滑移面EF的法向夹角为：
[0057]θ＝ψ
p2
+β
ω
‑
ψ
p1
(5)
[0058]根据库伦准则，可以得出极限平衡条件：
[0059]Wcos(ψ
p2
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天转地下无底柱分段崩落挂帮矿边坡岩移危害控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：（1）确定挂帮矿关键分段位置，在挂帮矿关键分段上盘侧设置滞后采区，以延缓边坡渐进破坏；（2）在靠近露天坑一侧设置滞后采区，形成岩堤以扩大塌陷坑净容积；（3）在正常采区采取下向阶梯状工作面，滞后采区的回采时间由总出矿量控制。2.根据权利要求1所述的露天转地下无底柱分段崩落挂帮...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡颖鹏，谭宝会，梁博，李明润，贾凯跃，鲁旭，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：