一种矿体空场嗣后充填矿柱回收方法与流程

本申请涉及矿物勘测，尤其涉及一种矿体空场嗣后充填矿柱回收方法。

背景技术：

1、在经济飞速发展，人民生活水平逐渐升高的背景下，矿产品需求量持续增长，经过长期的开采利用，地表及近地表浅层的矿物资源日益枯竭，深部开采将成为必然趋势。对于深部开采的矿体，通常预留一部分矿柱支撑上部岩层，以保证整个采场的稳定。

2、矿柱同样作为矿产资源，如果不进行开采，同样会造成资源的浪费，因此对于地下矿柱的回采成为了现阶段矿产资源回收的重要方法，然而由于矿柱长期支撑岩层，其稳定性会大大降低，必然导致回收难度增加，但现有的矿柱回收方案无法对矿柱进行分类并据此制定不同的回收方案，导致回收效果不佳，安全性差的问题。

3、因此，目前亟需一种能够有效针对矿柱的稳定性预测并制定对应回收方案的矿柱回收方法。

技术实现思路

1、本申请提供一种矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，解决了现有的矿柱回收方案无法针对不同矿柱制定不同的回收方案，导致回收效果不佳，安全性差的问题。

2、根据本申请的第一方面，提供一种矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，包括以下步骤：

3、对采空区的矿柱进行扫描分析，得到采空区数据及矿柱数据，根据矿柱数据在采空区内设置围挡墙；

4、基于所述矿柱数据，采用朴素的贝叶斯分类器对矿柱进行稳定性分析，得到稳定矿柱、不稳定矿柱及失稳矿柱，并对不稳定矿柱及失稳矿柱布设防爆墙；

5、根据所述采空区数据计算充填体地板的垂直应力，根据所述充填体地板的垂直应力调配充填材料，采用所述充填材料对采空区进行充填；

6、在矿柱内布设若干炮孔，对稳定矿柱和布设防爆墙的不稳定矿柱及失效矿柱分别进行爆破回采。

7、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，其中，所述采空区数据包括采空区长度、宽度以及埋深度；

8、所述矿柱数据包括矿柱长度、矿柱宽度、矿柱高度、岩石单轴抗压强度、上覆岩层厚度以及密度。

9、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据矿柱数据在采空区内设置围挡墙的过程为：将采空区划分为四个正方形区域，并分别在每个区域的四周设置围挡墙。

10、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述稳定矿柱、不稳定矿柱及失稳矿柱的分类过程为：

11、将所述矿柱数据划分为训练集和测试集，其中，所述训练集及所述测试集包括属性及数值；

12、设定类别，所述类别分别包括稳定矿柱、不稳定矿柱及失稳矿柱；

13、根据所述类别及所述属性计算特定类别下特定属性的条件概率以及特定类别下的先验概率；

14、根据所述条件概率及所述先验概率计算特定数值的朴素贝叶斯分类表示，将输出结果作为预测结果；

15、根据所述预测结果划分稳定矿柱、不稳定矿柱及失稳矿柱。

16、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述朴素的贝叶斯分类表示具体为：

17、                    （1），

18、其中，为第类别的先验概率，表示第类别下属性的条件概率。

19、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对不稳定矿柱布设防爆墙的过程为：

20、在不稳定矿柱的外部设置混凝土防爆墙，通过混凝土防爆墙将所述不稳定矿柱矿柱包围；

21、在所述混凝土防爆墙与所述不稳定矿柱之间设置缓冲区，其中，所述缓冲区内填充有缓冲材料。

22、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述混凝土防爆墙的设置过程为：

23、计算各个所述采空区不稳定矿柱的支撑载荷，根据所述支撑载荷计算所述不稳定矿柱的平均支撑载荷；

24、根据所述平均支撑载荷计算单个所述不稳定矿柱的支撑载荷，根据单个所述不稳定矿柱的支撑载荷计算防爆墙厚度，并根据所述防爆墙厚度搭建防爆墙。

25、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述爆破回采的过程为：

26、对所述采空区进行充填，充填完毕后，在拉底巷道上内布置底部堑沟；

27、在所述矿柱内部沿所述底部堑沟到切割天井方向上设置若干个扇形炮孔，并沿垂直于所述底部堑沟到切割天井方向设置若干排炮孔，并在炮孔内安放炸药；

28、按照预定顺序引爆炸药进行矿柱回采。

29、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在所述矿柱内部沿所述底部堑沟到切割天井方向上设置炮孔数为6个，共设置有9排，每排所述炮孔的倾斜角度分别为3°、11°、22°、32°、38°、41°；

30、所述预定顺序为：第一次引爆第1-4排炮孔，第二次引爆第5-9排炮孔。

31、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述扇形孔内的装药量为：

32、                                            （2）；

33、其中：k为炸药装药膨胀系数，s孔为孔面积，h为单孔装药长度，为装药密度。

34、本发明公开了以下技术效果：

35、（1）本发明通过朴素的贝叶斯分类网络针对矿柱数据对矿柱类别进行分类，能够实时掌握矿房中矿柱的具体种类以及稳定状态，便于后续对矿柱的处理及加固；

36、（2）本发明通过对矿柱进行不同分类并对失稳和不稳定矿柱四周加固防爆墙，能够有效防止由于矿柱的不稳定性导致的回采难度高，安全性差的问题，同时，本发明通过设置扇形炮孔及炮孔倾斜角度进而实现矿柱爆破效果最大化，最大程度的对矿产资源进行回采。

37、应当理解，技术实现要素：部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，其中，所述采空区数据包括采空区长度、宽度以及埋深度；

3.根据权利要求1所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，所述根据矿柱数据在采空区内设置围挡墙的过程为：将采空区划分为四个正方形区域，并分别在每个区域的四周设置围挡墙。

4.根据权利要求1所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，所述稳定矿柱、不稳定矿柱及失稳矿柱的分类过程为：

5.根据权利要求4所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，所述朴素的贝叶斯分类表示具体为：

6.根据权利要求1所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，所述对不稳定矿柱布设防爆墙的过程为：

7.根据权利要求6所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，所述混凝土防爆墙的设置过程为：

8.根据权利要求1所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，所述爆破回采的过程为：

9.根据权利要求8所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，在所述矿柱内部沿所述底部堑沟到切割天井方向上设置炮孔数为6个，共设置有9排，每排所述炮孔的倾斜角度分别为3°、11°、22°、32°、38°、41°；

10.根据权利要求8所述的矿体空场嗣后充填矿柱回收方法，其特征在于，所述扇形孔内的装药量为：

技术总结本申请的实施例提供一种矿体空场嗣后充填矿柱回收方法。应用于矿物勘测技术领域，包括：对采空区的矿柱进行扫描分析，得到采空区数据及矿柱数据，根据矿柱数据在采空区内设置围挡墙；基于所述矿柱数据，采用朴素的贝叶斯分类器对矿柱进行稳定性分析，得到稳定矿柱、不稳定矿柱及失稳矿柱，并对不稳定矿柱及失稳矿柱布设防爆墙；根据所述采空区数据计算充填体地板的垂直应力，根据所述充填体地板的垂直应力调配充填材料，采用所述充填材料对采空区进行充填；在矿柱内布设若干炮孔，对稳定矿柱和布设防爆墙的不稳定矿柱及失效矿柱分别进行爆破回采。以此方式，本申请可无接触地拾取与种植毛囊，有助于减少毛囊损伤和受伤的风险。技术研发人员：刁碧波,翟益杰,罗星,曾志超,向品倪,陈坤受保护的技术使用者：贵州化工建设有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4