[发明专利]露天转地下覆盖层结构与厚度的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬岩采矿领域的露天采场与地下采场之间安全保护层-覆盖层的安全结构和合理厚度的确定方法领域，特别是涉及一种地下采矿崩落法的露天转地下矿山在过渡期，露天转地下覆盖层结构与厚度的确定方法。

背景技术

露天转地下开采的矿山通常是矿体延伸较深、覆盖层不厚、多为中等厚度或者厚大的急倾斜矿床。露天转入地下开采的矿山要考虑原有露天生产工程和生产设施的有效利用问题，以及过渡期联合生产阶段的工艺衔接和相互配合问题，使露天开采平稳过渡到地下开采阶段，使矿山产量、经济效益和社会效益保持稳定。国内外露天转地下矿山的经验表明，矿山充分利用露天与地下开采的有利工艺特点时，可以使矿山的基建减少25％-50％，生产成本减少25％左右。

露天矿山转入地下开采过程中，由于露天采场和地下采场间特殊的空间位置关系，露天采空区内的汇水容易灌入井下造成淹井事故和泥石流灾害，一般露天转地下矿山要在地下采空区和露天采空之间构筑层状覆盖物，以起到迟滞水渗流和防止泥石流发生地作用。覆盖层一般采用废石回填或边帮削坡的方式形成，由于对覆盖层具体移动规律、渗流场特征、力学行为特点等方面的机理认识不清晰，所以在露天转地下矿山设计过程中覆盖层安全结构形式和合理厚度的确定缺乏切实理论依据，一般仅靠设计人员的经验确定，带有很大的不确定性。如果覆盖层厚度过低，结构不合理，起不到安全防护作用；而覆盖层厚度过高，则又会大幅度增加矿山基建成本，影响矿山的生产经营。我国大部分大中型冶金露天矿山、有色金属露天矿山面临或即将面临进入露天转地下开采，如何有效控制覆盖层的厚度和结构，在保障矿山生产安全的情况下节省基建投资，是硬岩矿山行业面临的亟待解决的重大问题之一。

发明内容

本发明的发明目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种露天转地下覆盖层结构与厚度的确定方法。该方法以保护地下开采设施、设备和人员的安全为出发点，有效地防止地表汇水突然涌入地下造成淹井事故，减少井下通风损失和温度损失，大幅降低井下泥石流的发生的概率。

实现上述目的采用以下技术方案：

一种露天转地下覆盖层结构与厚度的确定方法，所述的露天转地下覆盖层分为整体下移层和流动层，根据露天转地下覆盖层的技术要求，确定整体下移层和流动层的结构和厚度，所述方法的步骤是：

a.整体下移层结构的确定方法

(1)整体下移层的结构由粗料和细料两部分组成，以5mm为界限粒径，将组成整体层的散料分为：颗粒粒径大于等于5mm的颗粒称为粗颗粒；颗粒粒径小于5mm的颗粒称为细颗粒；

(2)整体下移层的主要粒度成份要求：粗颗粒在粒度构成中占体积比为60％-70％；细颗粒在粒度构成中占体积比为30％-40％；在细颗粒中，小于2mm的粒料在细颗粒粒度构成中的占体积比例≥60％；小于0.5的颗粒在细料粒度构成中所占体积比例≥30％；细料的渗透系数控制为10^-4m/s左右；

b.整体下移层厚度的确定方法：

细料体积比在15％-30％，整体下移层的厚度为50-30m；

c.流动层结构的确定方法

流动层的主要粒度构成在300mm-500mm之间，其主要粒度成份要求如下：一是主要粒度成份的粒径范围为100mm-500mm，其在流动层中的体积比为60％-70％，流动层中的细颗粒成份体积比为10％以下；

d.流动层厚度的确定方法

流动层的厚度和地下崩落采矿法的分段高度有关，其最小厚度大于1.5倍的分段高度；

e.覆盖层的总厚度

覆盖层的总厚度由整体下移层厚度和流动层厚度两部分组成，等于整体下移层厚度与流动层厚度相加之和。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的确定方法简单科学，其有益效果是，可以使露天转地下矿山有效防止边坡滑塌造成的冲击地压破坏，有效迟滞地表降水涌入井下的时间，大幅降低井下泥石流的发生的概率，减少通风漏风损失80％以上，并可控制冬季井下和地表的温度交换，防止地表冷空气侵入井下。

附图说明

附图1是露天转地下覆盖层构成、结构和厚度的示意图。

图中，与大气接触的第一层为整体下移层1，其厚度为H₁；整体下移层1下面是和矿石层接触的流动层2，其厚度为H₂；流动层2以下是矿石层3，其厚度等于崩落法的一个分段高度H₃。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。