【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采矿，尤其是涉及一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法。
技术介绍
1、经过几十年持续高强度的开采，绝大多数露天矿山已经进入露天和地下联合开采或者完全地下开采阶段。矿山由露天转地下开采后，边坡岩体受到两次采动的综合叠加影响，岩体应力状态与变化过程完全不同于单一露天开采条件下边坡岩体变形和破坏机制。露天转地下开采期间，井工开采不仅影响到地下矿山岩体应力场分布，同时对高陡边坡岩体的平衡状态产生了再次干扰和破坏作用，因此露天转地下过程中的边坡岩体的变形和破坏机理更加复杂，变形量和变形过程与单一开采模式也有较大。
2、露天矿转入地下生产阶段时，露天终了边坡及坑底周围岩体在露天开采时期受到开挖卸荷的应力扰动，在局部地段产生应力集中，并在坡体内形成潜在滑坡体。随着转地下开采规模的增大，潜在滑坡体最终失去平衡形成滑坡体，大规模的滑坡动力冲击会对自然崩落法开采底部结构或无底柱分段崩落法开采回采巷道的稳定性产生影响，亟需开展针对性的研究，对崩落法与露天采场边坡、排土场和底部结构或回采巷道的稳定性的关系进行论证。
3、崩落法开采过程中会诱发形成规模巨大的采动区域，造成地表塌陷、覆盖层透水与坡体滑坡等安全问题。地采生产过程中，露天岩石边坡或地表岩层移动界线内排土场边坡垮落冲击对井下安全生产造成影响。鉴于露天边坡及坑底周围岩体受扰动后的应力重新分布与变形破坏变化对地下开采产生的重要影响，使得露天边坡与地下采场两个体系之间的危害相互诱发，从而组成一个复合动态变化系统。目前有关露天边坡对地下开采相互关系
4、为此，亟需一种露天转地下崩落法开采诱发滑崩冲击的地采安全评价方法，全面考虑露天边坡与井下采场结构的相互关联性。较为客观、全面地分析露天转地下开采地表沉陷、露天采场边坡及排土场相互影响，模拟再现露天采场边坡逐步垮塌过程，将风险降至可控范围内，确保边坡垮塌后不会对人员、设备造成伤亡与损失。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，解决上述技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，具体步骤如下：
3、步骤s1：采用非接触测量的方式对露天矿进行岩体表面结构面和岩体内部结构面进行测量，获取岩体结构面的点云数据，进行岩体结构面的智能识别与提取，构建岩体结构面离散裂隙网络模型，即结构面的几何结构模型；
4、步骤s2：计算结构面的力学参数；
5、步骤s3：对矿区内岩块进行室内力学试验，并根据岩体结构面信息参数和岩体结构面的力学参数对岩体质量分级，获取rmr值，并计算地质强度指标gsi，得到hoek-brown强度准则参数取值，再转化为mohr-coulomb准则,得到岩体力学参数；
6、步骤s4：基于岩体结构面的力学参数和岩体结构面离散裂隙网络模型，建立非连续变形分析方法计算模型，对地下开采过程中引发的采场边坡滑塌及排土场移动进行模拟计算，获取滑坡动力冲击对坑底的应力波数据；
7、步骤s5：建立露天转地下开采全生命周期三维地质力学模型，露天转地下开采全生命周期三维地质力学模型中包括底部结构或回采巷道；
8、步骤s6：根据非连续变形分析方法获取的应力波数据，在露天转地下开采全生命周期三维地质力学模型中的采坑底部施加动力冲击波，获取冲击应力荷载下底部结构或回采巷道的应力、位移、振动速度和塑性区分布情况；
9、步骤s7：根据底部结构或回采巷道的应力、位移、振动速度和塑性区分布情况和判别准则评价底部结构或回采巷道的稳定性。
10、优选的，步骤s1具体过程如下：
11、步骤s11：岩体表面结构面测量；
12、在露天矿台阶处架设三维激光扫描仪，并对露天转地下开采区进行三维激光扫描获取岩体表面结构面信息；
13、步骤s12：岩体内部结构面测量；
14、通过钻探在台阶岩体处打爆破孔，并灌入膨胀浆液，台阶岩体破裂后，获得岩体断面，采用三维激光扫描岩体断面来获取岩体内部结构面信息；
15、步骤s13：通过岩体表面结构面信息和岩体内部结构面信息进行岩体结构面信息智能化识别与提取，根据提取的岩体表面结构面信息和岩体内部结构面信息随机生成节理导入非连续变形分析模型中，构建岩体结构面离散裂隙网络模型。
16、优选的，步骤s12中，爆破孔直径为35-45mm，间距为15-30cm，排距为0.3-0.8m，孔深为露天台阶高度的0.5倍，膨胀浆液为膨胀剂与水混合调成，质量比为0.6-0.8:1，保证具有良好的流动性，将配制好的浆液灌入钻孔中，等待24小时后，台阶岩体完全破裂后，获得新鲜的岩体断面。
17、优选的，在步骤s13中，对岩体表面结构面信息和岩体内部结构面信息进行数据处理后进行信息提取；
18、数据处理过程包括点云数据格网化处理、法向量判别指标确定、平整性检测、基于区域增长法的岩体结构面区域划分以及生长阈值和面积阈的确定，提取信息包括结构面产状、相邻结构面间距、结构面粗糙度以及结构面体密度；
19、结构面产状信息提取过程如下：
20、获取每个结构面的所有节点信息，并通过最小二乘法进行线性拟合，拟合矩阵表示为：
21、
22、结构面上多个点的坐标分别为(x1，y1，z1)，(x2，y2，z2)，…，(xn，yn，zn)，则上式表示为：
23、
24、令：
25、
26、
27、则要拟合找到向量a，使得φ(a)＝||ax-z||取得最小值，即拟合得到平面方程及其法向量。
28、假设岩体结构面的法向量为(a，b，c)，而三维激光扫描仪工作原理为激光反射，只能扫描出露较好的面，因此单位法向量中c＞0，(a，b，c)为岩体结构面的单位外法向量。在大地坐标系中，假定y正轴方向为正北，x正轴方向为正东，z正轴方向为向上，求取结构面在大地坐标系中的倾向α与倾角β，计算公式如下：
29、
30、其中结构面的法向量为(a，b，c)，结构面产状信息包括走向、倾向α以及倾角β，走向与倾向之间的夹角为90°，由式(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于，步骤S1具体过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于：步骤S12中，爆破孔直径为35-45mm，间距为15-30cm，排距为0.3-0.8m，孔深为露天台阶高度的0.5倍。
4.根据权利要求2所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于：在步骤S13中，对岩体表面结构面信息和岩体内部结构面信息进行数据处理后进行信息提取；提取信息包括结构面产状、相邻结构面间距、结构面粗糙度以及结构面体密度；
5.根据权利要求1所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于，步骤S2具体为：
6.根据权利要求1所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于，步骤S3具体为：
7.根据权利要求1所述的一种露天转地下
8.根据权利要求1所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于，步骤S5具体为：首先采用3D mine软件对各采矿方法建立实体模型，然后将所建立实体模型导入RS3软件进行布尔运算并划分网格，最后将网格导入FLAC 3D软件进行分组并计算。
9.根据权利要求1所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于：在步骤S7中，评价准则包括位移准则、应力集中准则、塑性区准则以及质点振动速度准则；
...【技术特征摘要】
1.一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于，步骤s1具体过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于：步骤s12中，爆破孔直径为35-45mm，间距为15-30cm，排距为0.3-0.8m，孔深为露天台阶高度的0.5倍。
4.根据权利要求2所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于：在步骤s13中，对岩体表面结构面信息和岩体内部结构面信息进行数据处理后进行信息提取；提取信息包括结构面产状、相邻结构面间距、结构面粗糙度以及结构面体密度；
5.根据权利要求1所述的一种露天转地下崩落法开采诱发滑塌冲击的地采安全评价方法，其特征在于，步骤s2具体为：
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，易雪枫，陈镇镇，吴云峰，王迪，董世卓，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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