[發明專利]一種保安礦柱開采方法

在審

• 申請號: 202010464941.6
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111695790A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 連民杰;范才兵;周文略;郝美鈞;王維;王金浩;韓飛;趙亞妮;付剛;郭文龍
• 申請（專利權）人: 中鋼集團山東礦業有限公司;中鋼礦業開發有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02;G06F30/20;E21C41/16;G06F119/14
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 趙萬凱

本發明公開了一種保安礦柱開采方法，屬于采礦技術領域，其主要包括以下步驟：S1：分析礦區地質；S2：采集礦區礦巖；S3：分析礦區礦巖的物理力學參數；S4：礦區巖體質量評價，結合巖體質量評價修正巖體的力學參數；S5：三維建模，建立礦山開采三維數值模型；S6：數值計算分析，利用三維數值模型結合計算模擬軟件和基礎模型，并設定邊界條件和初始條件，用于模擬出不同尺寸的保安礦柱情況下，井筒結構的受力和形變情況；S7：確定井筒保安礦柱開采范圍，通過過S6中對不同凈半徑保安礦柱凈半徑進行分析計算，得到能提供保護的保安礦柱的最小凈半徑。本發明具有保證安全的前提下提升保安礦柱開采率效果。

技術領域

本發明涉及采礦技術領域，更具體地說，它涉及一種保安礦柱開采方法。

背景技術

為保障礦山安全生產，在礦體開采時，保留井筒及重要建(構)筑物周邊一定規模的礦體不采，此部分不采礦體稱為保安礦柱。留設的保安礦柱，應能充分保障井筒及建筑物的使用安全，防止井筒或建筑物的移動變形甚至發生安全事故，因此礦山設計保安礦柱時，往往取大不取小，保留足夠范圍的保安礦柱以確保萬無一失。但大規模的保安礦柱同樣也會造成礦體回收率低、資源浪費的問題。如何在保障安全的前提下，盡量減小保安礦柱的尺寸，提高礦山資源回收率和經濟效益,是礦山開采過程中不可回避的重要課題。

目前，公開號為CN103557003A的中國發明專利申請公開了一種鐵礦體保安礦柱的開采方法，采用垂直礦體走向布置采場，礦體劃分為多個礦塊，每個礦塊長50m、寬50m、高60m，礦房寬度10m，每一回采循環回采高度2m，拉底巷道規格333.5m,頂柱預留厚度為5m，將礦塊劃分為礦房、礦柱，礦房、礦柱交替布置，第一步回采礦房，第二步回采礦柱；回采礦房時自下而上水平分層進行，隨工作面向上推進，逐步充填采空區，并留出繼續上采的工作空間；礦房回采到最上面分層時，進行接頂充填；待充填體強度達到4～5MPa后，再用上向水平分層全尾砂充填法回采礦柱。

上述現有技術存在如下技術問題：保安礦柱的穩定性是一個非常復雜的系統工程問題，它與各種地質因素有關，包括礦山的工程地質條件、水文地質條件、礦區地應力場及巖體的力學特性等。不同地質特征中相同尺寸的保安礦柱的穩定性不同，所以僅僅使用額定的數值對保安礦柱進行精確開采，可能會導致會造成礦體回收率低、資源浪費的問題，也可能造成開采過度造成安全隱患。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種保安礦柱開采方法，具有保證安全的前提下提升保安礦柱開采率效果效果。

本發明的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：一種保安礦柱開采方法，主要包括以下步驟：

S1：分析礦區地質，確定礦區礦巖概況、礦山的開采現狀以及井筒保安礦柱的情況；

S2：采集礦區礦巖，采集若干種中礦區主要巖石進行檢測；

S3：分析礦區礦巖的物理力學參數，分析檢測礦巖的容重、單軸抗壓強度、抗拉強度、彈性模量、泊松比基本物理力學參數，并做記錄；

S4：礦區巖體質量評價，先調查礦山開采區域的巖體工程地質條件，然后根據巖體的巖性對巖體工程地質條件劃分工程地質巖組，然后評價不同巖組的工程地質條件，最后結合S3中巖石物理力學參數試驗成果，進行巖體質量評價，然后結合巖體質量評價修正巖體的力學參數；

S5：三維建模，建立礦山開采三維數值模型；

S6：數值計算分析，利用三維數值模型結合計算模擬軟件和基礎模型，并設定邊界條件和初始條件，用于模擬出不同尺寸的保安礦柱情況下，井筒結構的受力和形變情況；

S7：確定井筒保安礦柱開采范圍，通過過S6中對不同凈半徑保安礦柱凈半徑進行分析計算，得到能提供保護的保安礦柱的最小凈半徑。