针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法及装置，方法包括：根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到待开采矿区的临界夹石层厚度；根据临界夹石层厚度选择目标采矿方法

【技术实现步骤摘要】
针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法及装置


[0001]本申请涉及采矿方法的优选领域，尤其是一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法及装置
。

技术介绍

[0002]磷矿资源一般以多矿层
、
薄矿体状态赋存，各矿层矿石品位不一，工业价值不同，且同一区域内的矿层间夹石层厚度随矿体形态变化复杂，普遍为
0m
‑
20m
之间
。
矿体赋存条件的差异性及开采技术条件的不同很大程度的影响了采矿方法的选择，难以采用一种既定的采矿方法来进行全矿区的磷矿资源高效回采
。
在回采的过程中，是否剔除上下矿层间的夹石层成为了采矿方法选取的关键
。
如果剔除夹石层，会增加采掘工程量，且会导致回采的矿石中废石混入率高，增加后期矿石和废石分离选矿成本
。
如果不剔除夹石层，上下矿层的分层开采会增加回采工艺的复杂性，同时易产生生产安全隐患
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法及装置，以选择合适的采矿方法，从而降低采矿成本和安全风险
。
[0004]本申请的一方面提供了一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法，包括：
[0005]步骤1：根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到待开采矿区的临界夹石层厚度；
[0006]步骤2：根据所述临界夹石层厚度选择目标采矿方法
。
[0007]可选地，所述根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到待开采矿区的临界夹石层厚度，包括：
[0008]步骤
1.1
：获取所述待开采矿区中磷矿层和夹石层的物理力学参数；
[0009]步骤
1.2
：代入所述物理力学参数，并根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到所述临界夹石层厚度
。
[0010]可选地，所述代入所述物理力学参数，并根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到所述临界夹石层厚度，包括：
[0011]步骤
1.2.1
：根据第一表达式计算出所述待开采矿区的采场顶板处，单位宽度区域内各个点受力使所述单位宽度区域各点产生位移而释放的面能量；
[0012]所述第一表达式为：
[0013]SER
＝
∫
s
t
i
×
u
i
×
d
s
其中，
SER
表示所述面能量，
t
i
表示顶板
i
处所受合力，
u
i
表示顶板
i
处受合力引起的位移；
[0014]步骤
1.2.2
：利用第二表达式根据所述面能量与顶板梁模型联合计算得到所述临界夹石层厚度；
[0015]所述第二表达式为：
[0016][0017]其中，
E
表示所述采场顶板的弹性模量，
h
表示所述临界夹石层厚度，
l
表示开采空间跨度，
x
表示选取参考点到支点长度，
b
表示所述采场顶板的宽，
q
表示所述采场顶板的所受载荷，所述所受载荷包括上覆岩层塑性区内岩石的自身重力和
Ph
22
矿层内充填体的自重
。
[0018]可选地，在所述根据所述临界夹石层厚度选择目标采矿方法之前，所述方法还包括：
[0019]步骤
1.3
：利用
FLAC
3D
软件和
fish
语言对所述临界夹石层厚度进行核算，以对所述临界夹石层厚度的安全性进行确定和二次验证
。
[0020]可选地，所述利用
FLAC
3D
软件和
fish
语言对所述临界夹石层厚度进行核算，包括：
[0021]步骤
1.3.1
：利用
FLAC
3D
软件的有限差分程序，对夹层覆岩抗拉或压强度
、
内摩擦角和黏聚力进行折减，以夹层中间部分张拉性塑性区贯通作为临界破坏判别标准，以确定所述临界夹石层厚度是否处于安全范围值内；
[0022]步骤
1.3.2
：利用
fish
语言对所述临界夹石层厚度进行以
0.5m
为变化尺度的遍历分析
。
[0023]可选地，所述根据所述临界夹石层厚度选择目标采矿方法，包括：
[0024]步骤
2.1
：确定所述待开采矿区中矿层之间的实际夹石层厚度；
[0025]步骤
2.2
：当所述实际夹石层厚度小于或等于所述临界夹石层厚度时，选择第一采矿方法作为所述目标采矿方法，所述第一采矿方法包括剔除夹石层的步骤，且采区范围采用条带式充填采矿法进行开采；当所述实际夹石层厚度大于所述临界夹石层厚度时，选择第二采矿方法作为所述目标采矿方法，所述第二采矿方法不包括剔除夹石层的步骤，且下层矿采用条带式充填采矿法进行开采，上层矿采用设计每三个矿块为一个单元，其中中间的矿块采用预控顶房柱采矿法，两侧的两个矿块采用条带式充填采矿法
。
[0026]可选地，所述第一采矿方法在垂直方向上的开采步骤，包括先回采上层磷矿，然后剔除夹石层，最后回采下层磷矿；所述第一采矿方法在矿块内的回采步骤，包括先回采一步骤矿房，回采结束后采用废石胶结充填采空区，待充填体稳固后，再依次回采二步骤矿柱，二步骤矿柱开采结束后，采用封闭的方式处理采空区；
[0027]所述第二采矿方法在下矿层矿块内的回采步骤，包括先开采一步骤矿房，开采结束后采用水砂胶结充填采空区，待充填体稳固后，再依次回采二步骤矿柱，二步骤矿柱开采形成的空区采用水砂胶结充填；所述第二采矿方法在上层矿的开采步骤，包括中间矿块采用预控顶房柱采矿法，两侧的两个矿块采用条带式充填采矿法；两侧矿块在垂直方向上回采步骤，包括由上至下开采，在矿块内的回采顺序为先回采一步骤矿房，回采结束后采用废石胶结充填采空区，待充填体稳固后，再依次回采二步骤矿柱，二步骤矿柱开采结束后，采用封闭的方式处理采空区
。
[0028]本申请的另一方面还提供了一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选
装置，包括：
[0029]第一单元，用于根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到待开采矿区的临界夹石层厚度；
[0030]第二单元，用于根据所述临界夹石层厚度选择目标采矿方法
。
[0031]本申请的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
[0032]所述存储器用于存储程序；
[0033]所述处理器执行所述程序实现所述的方法
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法，其特征在于，包括：步骤1：根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到待开采矿区的临界夹石层厚度；步骤2：根据所述临界夹石层厚度选择目标采矿方法
。2.
根据权利要求1所述的一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法，其特征在于，所述根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到待开采矿区的临界夹石层厚度，包括：步骤
1.1
：获取所述待开采矿区中磷矿层和夹石层的物理力学参数；步骤
1.2
：代入所述物理力学参数，并根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到所述临界夹石层厚度
。3.
根据权利要求2所述的一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法，其特征在于，所述代入所述物理力学参数，并根据能量释放理论与顶板梁模型联合计算得到所述临界夹石层厚度，包括：步骤
1.2.1
：根据第一表达式计算出所述待开采矿区的采场顶板处，单位宽度区域内各个点受力使所述单位宽度区域各点产生位移而释放的面能量；所述第一表达式为：
SER
＝
∫
s
t
i
×
u
i
×
d
s
其中，
SER
表示所述面能量，
t
i
表示顶板
i
处所受合力，
u
i
表示顶板
i
处受合力引起的位移；步骤
1.2.2
：利用第二表达式根据所述面能量与顶板梁模型联合计算得到所述临界夹石层厚度；所述第二表达式为：其中，
E
表示所述采场顶板的弹性模量，
h
表示所述临界夹石层厚度，
l
表示开采空间跨度，
x
表示选取参考点到支点长度，
b
表示所述采场顶板的宽，
q
表示所述采场顶板的所受载荷，所述所受载荷包括上覆岩层塑性区内岩石的自身重力和
Ph
22
矿层内充填体的自重
。4.
根据权利要求2所述的一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法，其特征在于，在所述根据所述临界夹石层厚度选择目标采矿方法之前，所述方法还包括：步骤
1.3
：利用
FLAC
3D
软件和
fish
语言对所述临界夹石层厚度进行核算，以对所述临界夹石层厚度的安全性进行确定和二次验证
。5.
根据权利要求4所述的一种针对不同赋存特性的地下磷矿采矿方法的优选方法，其特征在于，所述利用
FLAC
3D
软件和
fish
语言对所述临界夹石...

【专利技术属性】
技术研发人员：任高峰，葛永翔，马凯，党帅珂，张露伟，张聪瑞，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：