申请/专利权人：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司;马鞍山矿山研究院爆破工程有限责任公司

申请日：2024-01-18

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117807807A

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/10;E21D9/14;E21C41/22;G06F119/14

优先权：["20230214 CN 2023101095188"]

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明公开了一种用于深部矿床开采的弧形矿柱轮廓曲线的确定方法，在矿体中布置矿房、矿柱，将矿柱设计为纵剖面为上、下两端翼缘宽、中间腹部窄的两侧对称的内凹弧形的弧形矿柱布置方式；不同高度位置的横剖面为不同宽度的矩形，其中弧形矿柱翼部断面宽度最大，弧形矿柱腹部断面宽度最小。本发明通过弧形曲面将矿柱上方的高地应力转移到底板上，降低高应力下矿柱的应力集中程度，提高矿柱自承载能力和安全稳定性，解决深井开采矿柱失稳破坏难题，为深井矿床安全高效开采和灾害控制创造条件；同时节省高应力下矿柱破坏加固支护费用，降低深井开采作业成本，经济效益明显。本发明可在可在黑色、有色、黄金等地下开采矿山中广泛应用。

主权项：1.一种用于深部矿床开采的弧形矿柱轮廓曲线的确定方法，在矿体1中布置矿房2、矿柱，其特征在于采用以下技术方案：1将矿柱设计为纵剖面为上、下两端翼缘宽、中间腹部窄的两侧对称的内凹弧形的弧形矿柱4布置方式；不同高度位置的横剖面为不同宽度的矩形，其中弧形矿柱3翼部断面宽度最大，取值2b0，弧形矿柱3腹部断面宽度最小，取值2a0；2以弧形矿柱3中心为原点O，以水平方向为a、竖直方向为h建立直角坐标系统，则弧形矿柱3的轮廓曲线计算公式表示为： 式中，h∈[-H2，H2]，H＞0，a0＞0，b0＞0。其中：H—弧形矿柱高度，m；k1—与地应力相关的系数；k2—与岩体特性相关的系数；a0—弧形矿柱腹部断面宽度的一半，m；b0—弧形矿柱翼部断面宽度的一半，m；3弧形矿柱3轮廓曲线确定方法为：采用常用数值模拟软件建立不同弧形矿柱3高度H、腹部宽度2a0和翼部宽度2b0尺寸参数的计算模型，通过不同地应力荷载和节理构造下的数值模拟计算，确定与地应力和岩体特性相关的系数k1和k2，然后经过5～8次现场试验优化验证弧形矿柱3的曲线计算公式，根据现场试验矿柱损伤变形数据，确定不同条件下最佳的弧形矿柱3布置参数。

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