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一种露天转地下矿山 覆盖层分层控制方法

阅读：452发布：2020-06-01

专利汇可以提供一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法，根据覆盖层分层控制理论，将结构稳定的整体下移层作为渗漏平衡层；将流动层作为覆盖层损失控制层；整体下移层位于流动层的上部，流动层与矿石层衔接；依据排储平衡条件和漏风控制要求确定渗漏平衡层厚度；依据放矿椭球体高度确定损失控制层。覆盖层总厚度为渗漏平衡层厚度与损失控制厚度之和。可以结合实际需要提高覆盖层结构调整的针对性，有利于覆盖层系统理论的建立和完善。通过建立渗透平衡层厚度和损失控制层厚度的确定方法，从而确定覆盖层的合理厚度，同时整体下移层和流动层联合起到预防、缓解冲击地压灾害和防寒保暖的作用，具有防透水、防泥石流、防漏风、防寒保暖、防贫化、防冲击地压的功能。，下面是一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法，其特征在于,通过以下技术方案来控制：
1）根据覆盖层分层控制理论，将结构稳定的整体下移层作为实现覆盖层防透水、防漏风的渗漏平衡层；将结构变化参与矿石放出的流动层作为覆盖层损失控制层；整体下移层位于流动层的上部，流动层与矿石层衔接；
2）覆盖层总厚度为渗漏平衡层厚度与损失控制厚度之和；
渗漏平衡层厚度依据排储平衡条件和漏风控制要求确定为：
式中：Hz是指整体下移层厚度，δL表示允许漏风系数，a，b是与覆盖层结构相关的系数，ST为覆盖层渗透面积，C0是与降雨强度、覆盖层厚度有关的修正系数；Cf是与覆盖层粒度成份有关的修正系数，t为迟滞水的渗透时间，其余同上；
损失控制层厚度根据放矿椭球体高度确定为：
式中：HT为损失控制层高度，hf是崩落分段高度，Q是放出体体积，hf是回采巷道高度，Bh是回采巷道宽度，ε是放出体偏心率，k是安全系数；
覆盖层总厚度为：
。
2.如权利要求1所述的一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法，其特征在于,在垂直方向上将覆盖层分为渗透平衡层和损失控制层。
3. 如权利要求2所述的一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法，其特征在于, 依据排储平衡条件和漏风控制要求确定渗漏平衡层厚度。
4.如权利要求2所述的一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法，其特征在于,根据放矿椭球体高度确定损失控制层厚度。

说明书全文

一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属、非金属露天矿山转地下开采采矿构建覆盖层的方法，特别是涉及适合用深部矿体整体性好的露天转地下开采的矿山一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法。

背景技术

[0002] 在露天转地下过程中，一个关键的环节就是构建覆盖层。覆盖层是介于露天矿和地下矿之间的人工形成的散体隔离层，它对露天转地下起着六大安全防护功能：防透水、防泥石流、防漏风、防寒保暖、防贫化、防冲击地压。

[0003] 目前的覆盖层控制理论和方法存在以下问题：第一、覆盖层作用机理认识不清，缺乏系统的覆盖层理论，导致覆盖层应有的防透水、防漏风、防泥石流等多重安全功能不能同时发挥作用。第二、覆盖层的结构厚度不合理，加大了露天转地下开采的风险和成本。有的矿山覆盖层太薄，边帮滑坡引起的巨大冲击地压造成了井下毁灭性的破坏；有的矿山覆盖层漏风、漏水，导致地下冬季结冰，夏季淹井、淹巷。第三、覆盖层诱发井下泥石流灾害频发，矿山经济损失巨大。露天矿汇水面积大，极易诱发井下泥石流，造成矿山停产。我国90%的露天转地下矿山都发生过井下泥石流，有的甚至发生多次。第四、覆盖层设计仅凭经验确定，带有很大的随机性和不确定性，缺乏科学、规范的形成技术。

发明内容

[0004] 为了解决现有技术覆盖层控制理论和方法存在的种种缺陷，针对露天转地下矿山覆盖层形成与生产过程的安全和控制工艺问题而提供一种露天转地下开采覆盖层分层控制方法，本发明提出的覆盖层分层控制方法将覆盖层分为渗透平衡层和损失控制层，并提出不同分层结构厚度控制确定方法。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法，该方法通过以下技术方案来控制：
1）根据覆盖层分层控制理论，将结构稳定的整体下移层作为实现覆盖层防透水、防漏风的渗漏平衡层；将结构变化参与矿石放出的流动层作为覆盖层损失控制层；整体下移层位于流动层的上部，流动层与矿石层衔接；
2）覆盖层总厚度为渗漏平衡层厚度与损失控制厚度之和。

[0006] 渗漏平衡层厚度依据排储平衡条件和漏风控制要求确定为：式中：Hz是指整体下移层厚度，δL表示允许漏风系数，a，b是与覆盖层结构相关的系数，ST为覆盖层渗透面积，C0是与降雨强度、覆盖层厚度有关的修正系数；Cf是与覆盖层粒度成份有关的修正系数，t为迟滞水的渗透时间，其余同上；
损失控制层厚度根据放矿椭球体高度确定为：
式中：HT为损失控制层高度，hf是崩落分段高度，Q是放出体体积，hf是回采巷道高度，Bh是回采巷道宽度，ε是放出体偏心率，k是安全系数。

[0007] 覆盖层总厚度为：。
作为优选，在垂直方向上将覆盖层分为渗透平衡层和损失控制层。

[0008] 作为优选，依据排储平衡条件和漏风控制要求确定渗漏平衡层厚度作为优选，根据放矿椭球体高度确定损失控制层厚度。

[0009] 采用以上技术方案，与现有技术相比，本发明的显著优点是：1）露天转地下开采的矿山覆盖层具有防透水、防泥石流、防漏风、防寒保暖、防贫化、防冲击地压的功能，根据覆盖层不同分层的功能和作用机理，将覆盖层分为渗漏平衡层和损失控制层，可以结合实际需要提高覆盖层结构调整的针对性，有利于覆盖层系统理论的建立和完善。

[0010] 2）结合防透水、防漏风、防损失贫化的需要，建立渗透平衡层厚度和损失控制层厚度的确定方法，从而确定覆盖层的合理厚度，同时整体下移层和流动层联合起到预防、缓解冲击地压灾害和防寒保暖的作用。附图说明

[0011] 图1是本发明覆盖层分层控制结构图。

[0012] 图中标记：渗漏平衡层1，损失控制层2，矿石层3,整体下移层4，流动层5，矿石层6，放矿椭球体7。

具体实施方式

[0013] 下面结合附图对本发明作进一步的描述。

[0014] 本发明公开了一种露天转地下矿山覆盖层分层控制方法，该方法将覆盖层结构稳定的整体下移层4作为实现覆盖层防透水、防漏风的渗漏平衡层1；将结构变化参与矿石放出的流动层5作为覆盖层损失控制层2；流动层5的下部是矿石层6。整体下移层4和流动层5联合起到预防、缓解冲击地压灾害和防寒保暖的作用。

[0015] 根据覆盖层分层控制理论，覆盖层总厚度为渗漏平衡层1厚度与损失控制层2厚度之和。

[0016] 渗漏平衡层1的厚度依据排储平衡条件和漏风控制要求确定：式中：Hz是指整体下移层厚度，δL表示允许漏风系数，a，b为和覆盖层结构相关的系数，ST为覆盖层渗透面积，C0为和降雨强度、覆盖层厚度有关的修正系数；Cf为和覆盖层粒度成份有关的修正系数，t为迟滞水的渗透时间，其余同上。

[0017] 损失控制层厚度根据放矿椭球体7高度确定：式中：HT为损失控制层高度，hf是崩落分段高度，Q是放出体体积，hf是回采巷道高度，Bh是回采巷道宽度，ε是放出体偏心率，k是安全系数。

[0018] 覆盖层总厚度为：见附图1，依据放矿过程中覆盖层的分层控制方法，将覆盖层结构稳定的整体下移层4作为实现覆盖层防透水、防漏风的渗漏平衡层1；将结构变化参与矿石放出的流动层作为覆盖层损失控制层2；整体下移层4和流动层5联合起到预防、缓解冲击地压灾害和防寒保暖的作用。

[0019] 1）渗漏平衡层1厚度依据排储平衡条件和漏风控制要求确定：式中：Hz是指整体下移层4厚度，δL表示允许漏风系数，a，b为和覆盖层结构相关的系数，ST为覆盖层渗透面积，C0为和降雨强度、覆盖层厚度有关的修正系数；Cf为和覆盖层粒度成份有关的修正系数，t为迟滞水的渗透时间，其余同上；
2）损失控制层厚度根据放矿椭球体高度确定：
式中：HT为损失控制层高度，hf是崩落分段高度，Q是放出体体积，hf是回采巷道高度，Bh是回采巷道宽度，ε是放出体偏心率，k是安全系数。

[0020] 3）覆盖层总厚度为渗漏平衡层厚度和损失控制厚度之和：本发明在垂直方向上将覆盖层分为渗透平衡层1和损失控制层2，依据排储平衡条件和漏风控制要求确定渗漏平衡层1的厚度，根据放矿椭球体7高度确定损失控制层2的厚度。依据上述公式，本实施例渗漏平衡层1的厚度为20-30米，损失控制层2的厚度为20-30米。

[0021] 上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

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