一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法与流程

本发明涉及地下矿体开采，尤其涉及一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法。

背景技术：

1、伴随现代社会的发展和科学技术的进步，人们对于能源的需求日益增加。矿体作为重要的能源之一，当前人们对于矿体的开采也越来越频繁。在厚大矿体的开采过程中，自然崩落法因其生产能力大，开采成本低等优势被常作为矿体开采手段，但是自然崩落法的矿体崩落机理主要为重力崩落和应力崩落，两种机理均无法准确预测矿体崩落范围及岩层扰动范围，只能根据矿体开采经验大致确定崩落角和岩移角的范围。那么当厚大矿体的斜上方存在其他矿体需要进行开采时，上方矿体的开采受到自然崩落法的扰动影响存在着较为严重的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明所要解决的主要技术问题是提供一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法，可以降低下方矿体因使用自然崩落法开采矿体时对上方围岩的扰动，保护上方矿体安全稳定开采。

2、为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法，包括如下步骤：

3、步骤一、划定需要解除采动影响的区域：根据矿山现场实际情况设定自然崩落法开采矿体和保安矿柱，再划分界定自然崩落法开采矿体边界和保安矿柱边界，设置确定自然崩落法开采矿体的岩移角以及相邻的保安矿柱的留设角，再确定自然崩落法开采矿体的岩移区与相邻的保安矿柱的交叉重叠区域，所述交叉重叠区域为需要解除采动影响的区域；所述被保护矿体位于所述保安矿柱内；

4、步骤二、确定水压预裂钻孔施工范围：在所述需要解除采动影响的区域内设定被保护矿体的边界点，通过所述被保护矿体的边界点朝着所述自然崩落法开采矿体的岩移区的方向延伸得到第一线段，所述第一线段垂直于所述保安矿柱边界；

5、通过所述第一线段做平行于所述保安矿柱边界的第二线段；所述自然崩落法开采矿体边界与所述保安矿柱边界形成夹角，且相交于第一交叉点，所述夹角的角平分线与所述第二线段相交于第二交叉点；连接所述第一交叉点与所述第二交叉点得到所述第三线段，所述第三线段用于形成水压预裂钻孔轨迹，所述第三线段与水平面形成的夹角为所述水压预裂钻孔施工倾角；

6、标注出所述被保护矿体的中心点和所述自然崩落法开采矿体的中心点，随后将两个中心点连接得到第四线段；然后标注出所述被保护矿体分布在所述第四线段两侧的第一边界点和第二边界点，通过所述第一边界点和所述第二边界点分别做平行于所述第四线段的第五线段和第六线段，所述第五线段和所述第六线段之间形成的区域为所述水压预裂钻孔布置范围，结合所述第三线段和所述水压预裂钻孔施工倾角得到软弱结构面的范围；

7、步骤三、进行水压预裂钻孔施工：设计确定钻孔间距，在所述软弱结构面的范围向上钻设用于水压预裂施工的钻孔；

8、步骤四、进行水压预裂施工：在所述钻孔中开展水压预裂施工作业，在所述软弱结构面的范围内形成裂缝网络，增加所述软弱结构面的范围内的裂隙数量，降低岩体rqd值，得到软弱结构面。

9、在一较佳实施例中：在所述步骤一中，通过工程类比法或数值模拟分析法确定自然崩落法开采矿体的岩移角以及相邻的保安矿柱的留设角。

10、在一较佳实施例中：在所述步骤二中，所述第三线段的长度为水压预裂钻孔施工长度。

11、在一较佳实施例中：通过水压预裂实验确定水压欲裂设备在指定水压、水流条件下的预裂效果，根据实验效果设计确定水压预裂施工的钻孔间距。

12、相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

13、1.本发明提供了一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法，首先划分界定两矿体之间需要解除采动影响的区域，然后在上述区域内确定水压预裂钻孔施工范围，在该范围内对岩体进行水压预裂施工以改善岩体性质，通过水力压裂在岩体内起裂和扩展，从而得到人造的软弱结构面。所述软弱结构面可阻断自然崩落法所产生的应力的传递，同时减弱对相邻保安矿柱的影响，降低下方矿体因使用自然崩落法开采矿体时对上方围岩的扰动，进一步保护上方矿体安全稳定开采。

技术特征：

1.一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法，其特征在于，包括如下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法，其特征在于，在所述步骤一中，通过工程类比法或数值模拟分析法确定自然崩落法开采矿体的岩移角以及相邻的保安矿柱的留设角。

3.根据权利要求1所述的一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述第三线段的长度为水压预裂钻孔施工长度。

4.根据权利要求1所述的一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法，其特征在于，在所述步骤三中，通过水压预裂实验确定水压欲裂设备在指定水压、水流条件下的预裂效果，根据实验效果设计确定水压预裂施工的钻孔间距。

技术总结本发明提供了一种适用于自然崩落法开采影响相邻矿体范围的控制方法，包括如下步骤：步骤一、划定需要解除采动影响的区域；步骤二、确定水压预裂钻孔施工范围；步骤三、进行水压预裂钻孔施工和步骤四、进行水压预裂施工。所述方法通过水力压裂在岩体内起裂和扩展，从而得到软弱结构面，所述软弱结构面能阻断自然崩落法所产生的应力的传递，同时减弱对相邻保安矿柱的影响，降低下方矿体因使用自然崩落法开采矿体时对上方围岩的扰动，进一步保护上方矿体安全稳定开采。技术研发人员：王晨鸿,黄敏,宋贤良,苏致立,魏军强,李栋受保护的技术使用者：紫金（长沙）工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15