多层矿床安全开采阶段高度研究

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多层排列矿床在开采过程中,不同矿层的开采均对其邻近矿层形成应力扰动,原岩应力场的多次扰动给矿山安全开采、地压管理、采准工程布置等带来许多不利影响。合理的阶段高度、矿层回采顺序是预防和降低多层矿床相邻矿层间扰动影响的有效途径之一。通过对多层排列矿床相邻矿层相互扰动影响特征进行分析,建立了安全开采阶段高度与矿层间距、岩石移动角和矿层倾角等赋存因素之间的解析关系式,在此基础上对矿层间距、岩石移动角和矿层倾角进行了单因素影响规律分析。先开采上层矿体后采下层矿体时的安全开采阶段高度H随矿层间距a、上层矿体下盘岩石移动角γ1的增大而增大,随下盘矿层倾角α2的增大而减小。先开采下层矿体后采上层矿体时的安全开采阶段高度h随矿层间距a、上盘矿层倾角α1、下层矿体上盘岩石移动角β2的增大而增大。通过对矿层间距、矿体倾角、岩石移动角进行多因素正交极差分析,安全开采阶段高度H各因素影响程度由高向低依次为下盘矿层倾角α2、矿层间距a、下盘岩石移动角γ1,安全开采阶段高度h各因素影响程度由高向低依次为矿层间距a、上盘矿层倾角α1(上盘岩石移动角β2)。依据不同赋存条件下多层矿床安全开采阶段高度取值规律及特点,分类探讨了不同赋存条件下多层矿床同时从上至下开采、先开采上层矿体后采下层矿体和先开采下层矿体后采上层矿体时矿体分层、分段、阶段开采方式选择及同阶段相邻两矿层的安全回采顺序,探讨了适用于不同赋存条件下多层矿床安全开采的采矿方法。研究基于多层矿床开采时的相互扰动建立了安全开采阶段高度与多层矿床赋存特征的关系式,为多层矿床的安全开采提供了分析参考依据。
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