一种倾斜溜井井壁减损控制方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开一种倾斜溜井井壁减损控制方法、系统、设备及介质。所述方法包括：构建矿岩与井壁冲击接触时的初始法向速度计算式；构建倾斜溜井井壁冲击响应模型；构建冲击作用下井壁变形量、矿岩冲击力和冲击动能等评估指标的计算式；设计溜井倾角、井筒直径和斜溜道倾角的多因素正交方案，计算不同因素影响下的井壁变形量、矿岩冲击力和冲击动能的最大值；构建多因素影响下的最大井壁变形量、最大矿岩冲击力和最大矿岩冲击动能的多元回归模型；选择溜井倾角、斜溜道倾角和井筒直径等的最优组合方案。本发明专利技术通过控制倾斜溜井的倾角、井筒直径和斜溜道倾角，降低矿岩冲击力和冲击动能，减小井壁变形量，实现矿岩冲击下倾斜溜井井壁的减损控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地下矿山工程地质灾害防治和资源开采，具体涉及一种倾斜溜井井壁减损控制方法、系统、设备及介质。

技术介绍

1、溜井是金属矿床地下开采中下向运输矿岩的重要井巷，在简化矿山提升运输系统、提高生产效率和降低成本方面起着重要作用。根据溜井与水平面的夹角不同，溜井布置形式分为倾斜布置和垂直布置两种。实际工程中，受深部矿体、岩体倾角等制约，倾斜布置成溜井的主要布置形式，倾斜溜井的安全运行事关深井矿山的安全高效生产。

2、由于特殊的工程地质环境和复杂的使用条件，倾斜溜井井壁损伤破坏问题严重，如西藏甲玛铜多金属矿、山东新城金矿、湖北程潮铁矿、南非kloof金矿和加拿大魁北克省北部brunswick矿等矿山因溜井井壁发生严重变形破坏而导致矿山停产检修。一些矿山溜井井壁破坏严重，围岩大规模失稳垮塌，溜井系统报废，给矿山造成巨大经济损失。倾斜溜井井壁破坏表现形式主要包括井壁变形、凹陷、破损和失稳垮塌等，破坏特征表现为井筒断面扩大、井壁支护结构破坏、井壁围岩片帮与坍塌等。

3、目前，国内外学者主要开展垂直溜井井壁损伤破坏和减损控制方面的研究，研本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，所述根据倾斜溜井的结构特征，构建矿岩与井壁冲击接触时的初始法向速度计算式，包括：

3.根据权利要求1所述的倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，所述基于Hertz接触理论，构建倾斜溜井井壁冲击响应模型，包括：基于线弹性接触力学理论和Hertz接触理论，考虑等效接触刚度k*描述井壁抵抗变形的能力，引入阻尼c表示矿岩冲击井壁过程中的能量损失，从而构建矿岩冲击下倾斜溜井井壁的冲击响应模型。

4.根据权利要求1所述的倾斜溜井井壁减损控制方...

【技术特征摘要】

1.一种倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，所述根据倾斜溜井的结构特征，构建矿岩与井壁冲击接触时的初始法向速度计算式，包括：

3.根据权利要求1所述的倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，所述基于hertz接触理论，构建倾斜溜井井壁冲击响应模型，包括：基于线弹性接触力学理论和hertz接触理论，考虑等效接触刚度k*描述井壁抵抗变形的能力，引入阻尼c表示矿岩冲击井壁过程中的能量损失，从而构建矿岩冲击下倾斜溜井井壁的冲击响应模型。

4.根据权利要求1所述的倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，所述根据倾斜溜井井壁冲击响应模型，分别构建冲击作用下井壁变形量、矿岩冲击力和冲击动能井壁冲击破损评估指标的计算式，包括：

5.根据权利要求4所述的一种倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，等效接触刚度k*和阻尼系数c的计算方法为：

6.根据权利要求1所述的一种倾斜溜井井壁减损控制方法，其特征在于，所述基于最小二乘法原理，分别构建多因素影响下的最大井壁变形量、最大矿岩冲击力和最大矿岩冲击动能的多元回归模型，从井壁减损的角度明确溜井倾角、井筒直径和斜溜道...

【专利技术属性】
技术研发人员：季皓宇，欧阳珊珊，殷霞，覃泽宏，韦柳婷，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：