[發明專利]一種充填法采礦工程決策方法

有效

• 申請號: 201710463194.2
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107122925B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 楊志強;高謙;王安福;董越;肖柏林;楊曉炳;李立濤;把多恒
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司;北京科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/02;E21C41/16;E21F15/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 孫久姍;李子健

1.一種充填法采礦工程決策方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)采用GPS變形監測技術對地表變形進行監測；

(2)選擇巖體變形模量E、泊松比μ、充填體變形模量E^*和泊松比μ^*作為巖體和充填體變形特性參數，針對當前開采階段，進行E、μ、E^*、μ^*四因素三水平的正交數值分析，獲得地表N個監測點上的三個方向的計算變形值根據所述計算變形值進行統計回歸分析，由此建立第i個監測點的第j方向的變形值與巖體變形模量E和泊松比μ、充填體變形模量E^*和泊松比μ^*的關系函數為：V_i^j＝f_i^j(E，μ，E^*、μ^*)，(i＝1,……,N；j＝1,…3)；通過GPS技術監測獲得地表N個監測點第j方向的監測變形值為P_i^j(i＝1,……,N，j＝1,…3)；以N個計算變形值V_i^j與監測變形值P_i^j之差的平方和最小為優化目標，獲得當前開采階段巖體和充填體變形特性參數辨識的目標函數：采用優化算法，對所述當前開采階段巖體和充填體變形特性參數辨識的目標函數進行求解，獲得當前開采階段的巖體和充填體等值變形特征參數：巖體變形模量E_e和泊松比μ_e、充填體變形模量E_e^*和泊松比μ_e^*；

(3)利用步驟(2)獲得所述當前開采階段的巖體和充填體變形特性參數E_e、μ_e、E_e^*、μ_e^*，建立當前開采階段等值數值分析模型；選擇礦房寬度B、礦柱寬度W、礦房一次膠結充填體強度R和礦柱二步充填體強度S作為下個中段采場回采方案的決策參數；采用所述當前開采階段等值數值分析模型，選擇礦房寬度B、礦柱寬度W、礦房一次膠結充填體強度R和礦柱二步充填體強度S進行4因素和3水平的正交數值試驗，由此獲得9組回采方案的采場穩定安全系數F_si(i＝1,…,9)；根據正交數值試驗結果，采用統計回歸分析方法，建立采場穩定安全系數F_si與礦房寬度B、礦柱寬度W、礦房一次膠結充填體強度R、礦柱二步充填體強度S的4參數回歸函數：F_si＝f(B,W,R,S)；以采場充填材料成本作為優化目標函數，以采場穩定性安全系數作為約束條件，建立下個中段采場回采方案優化決策模型：目標函數為MinC＝MinP(B,W,R,S)，式中，C為采場充填材料成本；約束條件為F_s＝f(B,W,R,S)≥[F_s]，式中，[F_s]為采場穩定性許可安全系數；求解所述下個中段采場回采方案優化決策模型，由此獲得礦房寬度B_op、礦柱寬度W_op、礦房一次膠結充填體強度R_op和礦柱二步充填體強度S_op的回采方案決策參數；

(4)將巖體和充填體等值變形特性參數：E_e、μ_e、E_e^*、μ_e^*和采場回采參數：礦房寬度B_op、礦柱寬度W_op、礦房一次膠結充填體強度R_op和礦柱二步充填體強度S_op均視為正態隨機變量，則采場穩定可靠度分析的狀態變量X_i(i＝1,2,...,8)為：E_e、μ_e、E_e^*、μ_e^*、B_op、W_op、R_op、S_op；確定采場穩定可靠度分析狀態變量X_i的標準方差為σ_i(i＝1,2,...,8)；所述采場穩定性可靠度分析狀態變量X_i的取值區間為(x_imin，x_imax)，在所述取值區間(x_imin，x_imax)上，分別對稱選擇2個取值點：x_i1＝μ_xi+σ_xi，x_i2＝μ_xi-σ_xi，i＝1,2,...,8；所述取值點共16個，取值點的組合為256種，進行256次采場穩定性安全系數計算，獲得采場穩定性安全系數F_si(i＝1,2,...,256)；計算出F_si的一階矩為：二階矩為：根據所述一階矩和二階矩，獲得采場穩定性可靠性指標β和變異系數V為：采場災變失穩風險概率P_f為：P_f＝1-Φ(β)，其中Φ為標準正態分布函數；確定采場災變失穩風險概率的允許值為[P_f]；當P_f＝Φ(-β)≥[P_f]，表明采場存在災變失穩風險。