基于量纲分析的金属矿山采空区覆岩垮落高度预测方法
【专利摘要】本发明涉及金属矿山房柱法开采条件下采空区覆岩垮落高度预测，是利用物理定律的量纲齐次原则，确定覆岩垮落高度与矿体厚度、开采深度、构造应力、采空区尺寸和覆岩岩性各物理量关系的预测方法。本发明包括以下步骤：第一步：现场实测或室内测试出矿体厚度d、开采深度h、构造应力σh、采空区面积s、岩石容重γ、岩石松散系数k、硬度系数f的数据；第二步：将第一步所得数据，代入公式：中，即可得到矿山采空区覆岩垮落预测高度H。它实用性强、实施过程安全（不需下矿井）、简洁、经济，避免采空区覆岩垮落高度现场实测的高危险性。
【专利说明】基于量纲分析的金属矿山采空区覆岩垮落高度预测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属矿山房柱法开采条件下采空区覆岩垮落高度预测，是利用物理定律的量纲齐次原则，确定覆岩垮落高度与矿体厚度、开采深度、构造应力、采空区尺寸和覆岩岩性各物理量关系的预测方法。
【背景技术】
[0002]采空区覆岩垮落高度，不仅是水体下采矿的重要参数，而且对于高应力矿山冲击地压控制、采矿方法及开采程序的选择都有重要作用；同时覆岩垮落高度和范围，为矿山采取何种支护措施及支护结构应提供多少支撑载荷等提供参数依据。垮落高度是采空区覆岩破坏高度的一部分，覆岩的垮落冲击力大，破坏性强，发生时间短，给工作人员、生产设备等造成毁灭性破坏。获得覆岩垮落高度的数据最直接、最有效的方法是现场实测，但是作为地下采矿，采空区覆岩垮落后，极有可能引起后续的垮落和其他次生灾害的发生，人员到现场实地测量垮落高度是极其不安全的。因此，探索一种预测采空区覆岩垮落高度的方法非常必要。
[0003]量纲分析是在物理领域中建立数学模型的一种方法，它是在经验和实验的基础上，利用物理定律的量纲齐次原则，确定各物理量之间的关系。尤其是在研究新现象或比较复杂的问题时，应对现象或问题中蕴涵的物理环节、关系和过程进行深入的分析，从而在数学上给出尽量比较明确的函数关系。金属矿山地质条件极其复杂，地下开采导致采空区覆岩破坏的影响因素也较多，其中主要影响因素有以下几点:采矿方法、矿体厚度、开采深度、构造应力、采空区尺寸、覆岩岩性、岩性结构和断层结构等，这些因素对覆岩垮落高度影响程度如何，没有一个明确的定量关系，因此利用量纲分析的优点来研究金属矿山覆岩垮落高度是比较适合的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对金属矿山采空区覆岩垮落高度的数值不易现场实测的缺陷，而提供一种基于量纲分析的金属矿山采空区覆岩垮落高度预测方法。
[0005]本发明技术方案:一种基于量纲分析的金属矿山采空区覆岩垮落高度预测方法，包括以下步骤:
[0006]第一步:现场实测或室内测试出矿体厚度d、开采深度h、构造应力σ h、采空区面积S、岩石容重Y、岩石松散系数k、硬度系数f的数据；
[0007]第二步:将第一步所得数据，代入公式:
【权利要求】
1.一种基于量纲分析的金属矿山采空区覆岩垮落高度预测方法，其特征是:包括以下步骤: 第一步:现场实测或室内测试出矿体厚度d、开采深度h、构造应力σ h、采空区面积S、岩石容重Y、岩石松散系数k、硬度系数f的数据；第二步:将第一步所得数据，代入公式:
【文档编号】G06F19/00GK103823992SQ201410088576
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】赵康, 石亮, 赵奎, 严雅静, 赵晓东 申请人:江西理工大学