[发明专利]一种露天转地下开采模型试验方法及其试验系统

摘要

本发明提供一种露天转地下开采模型试验方法，包括以下步骤：1）模型制作；2）模拟开采：分为两个阶段：①扩帮式露天开采阶段；②无底柱分段崩落法地下开采阶段；3）模拟开采试验过程监测：分别进行应力应变监测和位移监测。还提供了一种露天转地下开采模型试验系统，包括模型制作系统和模型监测系统：所述模型制作系统包括砌块制作设备、砌块粘结剂和模型框架；模型监测系统包括应力应变监测单元和位移监测单元。本发明的有益效果：解决了高重度、低变形模量、低强度岩矿相似材料砌块难以成型及易碎的问题；研制出可行的模型试验系统；监测内容系统便捷；充分考虑扩帮式露天开采和无底柱分段崩落法地下开采两个阶段，提高试验可靠性。

主权项

一种露天转地下开采模型试验方法，其特征在于，包括以下步骤：1）制作模型：合理概括矿体原型的复杂地质构造和地下岩层组合关系，制作与矿区矿体原型断面相似的小比例尺露天转地下开采模型，模型断面包括露天采坑两侧边坡的第一岩体、第二岩体，第一岩体上的第一断层破碎带、第二岩体上的第二断层破碎带，以及采坑底部的矿体；第一岩体、第二岩体与矿体分别由对应相似材料的砌块堆砌而成，第一岩体、第二岩体之间相向的边沿形成高陡边坡坡面；2）模拟开采：分为两个阶段：①扩帮式露天开采，采用人工抽去砌块的方式，从开采模型的中间向两边及深度方向扩展形成V字型开采；②无底柱分段崩落法地下开采，采用人工钻机匀速钻碎砌块的方式，沿开采模型的矿体边界从上至下、由东向西分段开采，每分段开挖完成后，使钻碎的砌块自然地充填开采模型的采空区，待变形稳定，再开挖下一层矿体；3）模拟开采试验过程监测：在整体开采模型表面布置多组应力监测点和位移监测点，开采模型进行模拟开采的同时，对各组应力监测点和位移监测点分别进行应力应变监测和位移监测，并记录各组应力监测点的应力应变值以及各组位移监测点的位移变形值，获取边坡与地下采场围岩的应力与变形特征。