地压监测在采空区地压管理中的运用

地压监测在采空区地压管理中的运用

发表时间：2018-04-03T16:39:58.937Z 来源：《基层建设》2017年第34期作者：杨鑫付佳杰

[导读] 摘要：采空区地压管理是否得当直接影响着矿山的开采安全、矿石损失贫化和矿山生产能力。

招金矿业股份有限公司蚕庄金矿山东烟台 265402

摘要：采空区地压管理是否得当直接影响着矿山的开采安全、矿石损失贫化和矿山生产能力。针对采空区，加强井下采空区的地压管理，减少采空区发生冒顶、片帮、地表下沉、山体滑坡等地压灾害，显得十分迫切。

关键词：地压监测；采空区；管理

1.井下采空区地压管理主要方法

在矿山开采过程中，从时间上可将地压管理分为两个阶段:矿块回采阶段和大范围采空区形成后的阶段。矿块回采阶段地压管理亦称为采场地压管理，是影响矿山开采安全、矿石损失贫化和矿山生产能力的主要因素。

1.1地压管理主要方法及任务

地压管理主要方法有预留矿柱、支护井巷围岩、充填采空区、崩落围岩降低围岩应力等方法。地压管理任务主要有3个方面:正确认识不同采矿方法的采场开采空间所承受的载荷及应力变化规律，为正确选择地压管理方法提供依据;从实际出发正确选择地压管理方法及其有关参数，保持一定时间内开采空间的稳固性;处理好矿块回采期间遇到的局部地压问题，如断层、破碎带等造成的特殊地压问题。

1.2地压管理方法的选择

在地下矿山的矿床开采过程中，采矿方法分类一般以回采过程中采区的地压管理方法作为依据，采矿方法的选择受地质构造因素的影响。矿体以缓倾斜矿体为主，井下矿区岩层总体稳固，矿层及直接顶板属坚固—极坚固岩(矿)石，矿层直接地板属中等坚固岩石。上部矿体采用房柱法开采，主要通过设置矿柱用以支撑开采空间进行地压管理。今后，深部矿区(现处基建阶段)拟采用对采空区进行充填的方法进行地压管理。

1.3采场地压管理有关参数的选择

影响采场地压管理有关参数选择的主要因素是采矿方法及地质构造情况。根据历年地下开采实践，并参照国内类似开采矿山单位的经验，确定采场地压管理参数。

1)最大暴露面积:在回采设计中，矿采场矿房最大暴露面积一般控制在800m2以内。在矿区地质构造复杂区域，特别是褶皱、断层、裂隙、片理发育时，可适当减小矿房暴露面积。

2)矿柱设置。矿块沿矿体走向布置，矿块再划分为矿房与矿柱，矿块矿柱亦称支撑矿柱。矿柱尺寸及间距取决于矿柱强度及支撑载荷，一般留规格为3m×4m的矩形点柱，矿间距一般为5～8m。矿柱设置受矿床地质构造影响较大，在采场回采作业过程中应根据现场地质构造情况及时进行调整。另外，上下阶段为使采场相互隔开而设置阶段矿柱。沿矿体走向每隔80～100m设置4～6m宽的盘区矿柱，盘区矿柱为连续矿柱。矿柱在回采过程中，尤其是采场挑顶过程中，容易遭到破坏，如矿柱与采场顶板相接处超采，未形成圆弧状的相连方式;或矿柱形状不标准，矿柱的中心线未与其受力方向完全一致，降低了矿柱的承载能力。在回采过程中，应加强与施工方的交底工作，并现场指导采掘作业人员，发现问题及时处理。目前，计算采场地压管理有关参数的方法尚不成熟，主要是以参考以往的经验为主。在地下开采作业过程中，重要的工作是在回采阶段加强现场管理，及时对回采过程中不断揭露出的褶皱、断层、裂隙、片理等地质构造情况进行分析，调整矿柱规格和位置。

1.4局部特殊地压问题的处理

在井下矿床开采过程中，处理好矿块回采期间遇到的局部地压问题，如断层、破碎带等造成的特殊地压问题，是控制地压事故的关键。矿井下矿区岩层总体稳固，矿层及直接顶板属坚固—极坚固岩(矿)石，矿层直接地板属中等坚固岩石，但矿区的地质构造复杂，尤其是在褶皱、断层、裂隙、片理发育的厚大矿体区域的地压管理复杂。为了控制地压危害，保证采场正常回采，应做好以下工作:首先，在回采设计中，应充分考虑褶皱、断层、裂隙、片理等地质构造情况对地压的影响，适当减小采场最大暴露面积，增大矿柱规格;其次，加强采场回采过程中的技术管理，应根据现场地质变化情况，在采场拉底过程中对矿柱规格及位置等进行调整;第三，加强采区顶板、矿柱的检查，及时处理松浮石;第四，局部特殊地段可考虑采用支护、充填、崩落围岩降低围岩应力等方法;第五，作业过程中，加强地压检查监控，一旦出现异常情况，应及时撤出作业人员;第六，规范回采工艺和回采顺序，采场结束时，及时封闭采空区，防止人员进入。矿床矿体围岩主要包括角岩、泥质粉砂岩、白云石大理岩、大理岩，一些矿体的围岩是闪长岩。通过矿岩优势及节理方向的现场调查，按倾向矿体有

N55°E，S25°-35°W两组，角岩为S35°W，N4°W两组，大理岩只有S25°-35°W一组。矿体、角岩、大理岩密度和节理间距分别是0.76、0.81、0.5米/条，因此属于较完整岩体。

2.矿区地压监测方案

2.1采空区地压监测系统的整体布局和监测内容

①矿体上下盘沿脉、穿脉（矿体底板中）巷道围岩压力；

②采场矿柱间穿脉巷道围岩压力；

③采空区顶板岩体变形与冒落情况。

2.2监测方式及监测点布置

应该选择使用可靠、经济实用，且具有较高的灵敏度、易于安装的检测方式。根据矿段采空区的特点，按照对矿山地压监测常用手段的分析和调查，选型时，要确保元件质量和得到的数据可靠，造价较低，能够大量布置，且抗腐蚀能力良好。最后选择位移计和应力计组合安装的方式，以便同时对采空区岩石的位移和应力变化进行监测，并通过对监测的数据进行分析以判断和掌握采空区的稳定情况。-95米中段以上监测网共布3只多点位移计，6只应变计和6只应力计。安装位置如下：

①+5米8-9线布置2只多点位移计，1只应变计和1只应力计，3线布置1只应力计，1线布置一只应力计。②-25米中段3、5、7线各布置1只应变计，1只应力计。③-55米中段，7线布置1只应力计，2-3线布置1只多点位移计和1只应变计。

2.3监测方法及监测记录数据整理与分析

按照设计安装好相关的测试元件后，日常有矿山技术人员和科研人员一起，通过运用专用地压测量电子仪器进行监测，获取沉降变