城市地下矿山采矿方法的数值与熵权耦合优选

摘要

在保证安全生产的前提下,高效开发已成为城市地下矿山资源开发利用的重要模式.安徽省琅琊山铜矿是典型的城市地下矿山,在其开发利用过程中必须避免因开采引起的地面沉陷和建(构)筑物坍塌等危险事故.以矿山采矿方法优化为目标,提出了上向水平分层充填采矿法、二步骤空场嗣后充填采矿法和上向高分层充填采矿法3种方案,建立了3种方案的矿体三维数值计算模型.对琅琊山铜矿-365m至-245m中段,采用FLAC3D软件模拟沿矿体走向布置采场条件下的采场稳定性,并综合采矿技术经济指标实现了3种方案的熵权法优选.研究结果表明:(1)通过对3种采矿方案的12个监测点变形数据进行分析可知,各监测点地表沉降位移和水平位移受矿体分布规律的影响呈U型分布,变形最大值达到25 mm;(2)计算得到的位移倾斜、曲率和水平变形最大值分别为0.099mm/m、0.17×10-3·m-1、0.0248 mm/m,满足安全要求;(3)利用计算得到的变形指标和技术经济指标,在熵权法模型中得到了3种不同方案的综合评价指标值,评判结果表明方案三为最优方案.数值模拟与熵权评价的耦合运用可以对客观数据与模糊评价进行融合处理,从而对不同采矿方法进行了科学、合理的综合评判,为城市地下矿山综合评价提出了新思路与新方向.