康古尔金矿关于采场地压管理方面的工作经验

康古尔金矿关于采场地压管理方面的工作经验康古尔金矿关于采场地压管理方面的工作经验一、矿山概况康古尔金矿始建于1991年，1993年投入生产，产出的原生矿石按其组构、矿物组合以及产出特征，可分为蚀变岩型矿石和石英脉型矿石。

矿体总体形态较规则,呈似层状, 总体呈255—265°方向展布，矿体主要分布在6-42线，倾向北西，倾角65—85°。

根据矿体产状和设计要求，矿山目前采用的采矿方法为沿走向布置的浅孔留矿法，中段高度50米，采场宽度一般35-60m，矿体开采厚度一般为1.2-10m。

二、地下开采地压的形成及危害众所周知,地下矿体开采后,所形成的采掘空间破坏了原岩的自然应力平衡状态,导致岩体应力的重新分布。

由于采场地压受各方面影响因素较多,目前的理论研究方法远远不能满足解决实际工程问题的需要,尤其不能满足进行定量计算的需要。

矿山开采至今已有17个年头，开采深度达300m，以上五个中段16-42线间的矿体基本回采完毕，形成的采空区中，部分采空区进行了干式充填，但绝大部分采空区未做处理，造成目前矿山开采范围较大，开采空间的形态极其复杂，随着开采工作的开展，其规模和形态又不断变化，岩体受到多次重复的扰动，呈现极其复杂的受力状态。

经过时间效应等各种因素的影响，围岩性态的改变则由量变向质变转化，致使夹墙、矿柱失稳破坏，激发采场地压。

因此，矿山采场地压具有地压显现波及范围大，次生应力场复杂，其活动规律短时间内难于认识等突出特点，而且给生产和安全带来不利影响。

三、矿山采场地压显现及分析通过一年多来每天坚持深入采场和仔细观察发现，康古尔金矿采场地压显现有以下几点规律：1、石英脉较发育的采场顶盘矿体稳定性差。

从现场观察来看，此类地压显现表现为顶盘石英脉矿石大片冒落，厚度薄的矿石在冒落前声音为中空声音，而且变化较快，在发现后1-3小时内会自行冒落，一般通过敲帮问顶工作可以排除，厚度大的矿石在冒落前从声音是区分不出来的，只有从整体的角度可以发现其周边会产生裂隙，此类冒顶矿石一般自稳时间较长，在受到震动或自稳时间相对较长才会冒落，但是一旦发生危害不可估量。

个人认为，这两类冒顶发生的原因主要有两点，一是石英脉本身抗剪抗压强度相对不高，在同等受力情况下较蚀变岩型矿石先发生破坏；二是因为矿块内的岩体长期受到扰动和地压的影响，随着开采的进行和深度的加深而不断加大，最终造成内部遭到破坏，形成了形状不规则的块状结构，在开采过程中自行冒落。

2、六中段采场较五中段采场地压显现更为明显。

通过上下中段采场比较可以发现，产状及岩体稳定性相当的两个中段采场，在开采过程中有以下不同：第一个是五中段采场在上采至30-40米位置时顶底板和顶盘稳定性才会明显降低，但在六中段的采场中这一现象的出现明显提前了10米左右，在上采20-30米位置时这种现象就很明显了，而且随着上采高度的增加而不断恶化；第二个是采场出矿口间柱发生劈裂的时间有所提前。

五中段出矿口间柱一般在采矿工作进行到一半的位置才陆续出现劈裂现象，而六中段采场则在采矿工作开展前就出现了，均对后续的出矿工作带来不安全因素，并随深度的增加而增加。

矿山在无大的地质构造和地下水的情况下，我认为产生这几种现象的主要原因是垂直应力增加造成的，因为随着采深的增加，上覆岩层厚度也随之增加，进而导致垂直应力变大。

3、五中段采用的采场结构参数在六中段使用中已略显不足。

五中段采场的宽度在40-80m之间，采场内施工的矿柱在采矿过程中均能保持稳定，能够满足采矿作业安全的要求，而六中段采场的宽度在40米左右，但采矿过程中施工的部分矿柱在采矿工作还未结束就断裂、甚至失稳脱落，给后续上采工作带来安全隐患的同时，给损失贫化管理增加了难度。

采场高度方面，五六中段的采场存在同样的问题，一般采场作业开展至30-40米时，顶盘矿体的稳定性就大幅下降，在顶底板管理过程中为了保证作业安全，一般采取减少暴露面积的方法来控制，但是造成损失部分矿石，有甚者因顶底板稳定性太差而不得不放弃上采。

根据这种情况，在中段高度目前不能改变的情况下，矿山有针对性的减少了个别采场的宽度，作为实验采场，为选择合理的结构参数提供依据。

四、采场地压的控制采场地压控制应坚持从实际出发，因势利导的原则，依据采场地压活动的基本规律，采取切实可行、经济有效的技术措施和方法，来减少或避免地压危害，争取最佳的生产、经济和社会效益。

现从实践与理论相结合的角度出发，提出如下几方面，以供综合决策和应用参考。

1、正确选择开采时机地压活动的岩石变形、位移量与时间的关系分为三个阶段。

第一阶段是变形速度加快，第二阶段是基本稳定且这一时间较长，第三阶段是突然变形。

深部采区开采时机应选在地压稳定阶段进行。

即发现岩石有变异情况时暂停作业，待其稳定之后(约3-4天)抓紧这一时机进行开采，在突然变异之前结束开采作业。

2、应用免压拱理论指导开采顺序由于深部开采地压的特殊性，“由远而近”的开采顺序显得不大适用。

设甲、乙、丙三个相邻矿块，上覆岩层载荷均布于矿块之上。

若乙最先开采，载荷转移到甲丙矿块之上，乙载荷大大减少，对乙而言即产生了免压拱。

应用免压拱理论指导矿块开采顺序的要点是:矿岩情况不好的采场要优先开采，这样可使应力转移到相邻的岩石条件好的矿块上，被开采的矿块虽然岩石条件不好，由于上部形成免压拱，对保证采场岩石稳定是有利的。

另外，还可用免压拱给正在开采中的应力升高的矿块进行卸载，以保证安全上采。

比如某采场开采中应力升高发生冒落，这时可动用它相邻的两个矿块进行卸载，其实质即将原一个小免压拱合成一个大免压拱，使三个采场同在免压拱保护下，有利于采场的稳定。

总之，深部开采条件下的矿块开采顺序不一定要“由远而近”，根据矿岩稳定的具体情况确定开采顺序更为实际些。

3、提高顶底板矿岩稳定性和强度（1）顶盘管理要合理一般认为顶盘采成拱形可以增加其承受上覆岩层重量的能力、减少脱落的可能性有利于安全管理。

这种看法只有在垂直的或接近垂直的矿层中才能成立，但如此产状矿层确实不多，大多数呈缓倾斜一急倾斜状态，而在缓倾斜矿层中采场顶板采成拱形，在上盘没有拱脚反而容易引起顶板冒落。

如顶板采成平面在与上盘接触处实际为拱形，这样对控制顶板冒落才是有利的。

另外，顶板管理与水平分层还是倾斜分层有关。

所谓倾斜分层指矿堆面或顶板都与上下盘垂直，这对岩层支护上起的作用较大，当然作业条件困难。

所谓水平分层指矿堆面或顶板均与水平面平行，虽然作业方便但对上下盘起的支护作用要差而且顶板本身易破坏。

综合来看，为方便作业且起支护作用，在急倾斜矿脉中宜采用水平分层而在缓倾斜矿脉中宜采用倾斜分层。

（2）重视上盘稳定性深部开采的岩体应力增大，其中水平分量导致上盘破坏，垂直分量导致顶板破坏，而上盘破坏的结果会加剧顶板的破坏，所以保证上盘岩石的稳定性是很重要的。

这一点在现场中常常被人们忽视，一般只处理顶板浮石而躲过上盘，结果采上去以后放矿过程中上盘大规模脱落。

对于岩层疏松结构面发育的上盘，锚杆支护往往不能有效，推荐用长锚索支护。

长锚索是当前国内外比较先进的岩体支护技术，具有成本低、效果好、用途广等优点，实践表明很有推广使用价值。

针对康古尔金矿现状，可以适当采用锚杆支护的方法来提高围岩强度。

通过对片理或层状岩体安装锚杆后所起的组合作用，以及对块状结构岩体安装锚杆所起的悬吊作用来提高围岩固有的强度。

采幅较宽的采场利用锚杆支护，对防止片帮和安全回采具有现实意义，并扩大了留矿法的应用范围。

但是这样增加了生产工序和成本。

（3）保持上下盘围岩边界的完整性改善爆破工艺，对于保持采场边界的完整性是至关重要的，因为可以减少回采边界凹凸不平现象，从而避免边界局部应力的过度集中，有利于围岩的稳定。

另外在矿块回采中可针对构造性质和穿越部位的岩性、品位等情况，及时留设原生矿柱，以支撑上下盘围岩，保持受支撑点的岩体处于三维受力的稳定状态。

4、及时调整回采高度及采场结构参数实践表明，采场围岩的稳定程度与采场构成要素紧密相关。

在高为50m的采场回采中，当采高超过30m左右时，围岩开始出现拉应力。

在金矿床开采中，不少矿山由于采深加大，将会带来许多复杂的技术间题和理论间题。

采矿作业日益艰难，地压增大，围岩不稳等，50m 的回采高度难于顺利达到。

因此应及时调整回采高度，采用短矿块（减少采场暴露面积）、矮采场和加大回采强度。

对采场地压控制效果显著。

5、及时有效地处理采空区在开采深度不断增大、矿山地质条件日趋复杂、空场日益增多的情况下，提高采场夹壁的稳定性，控制采场地压，保证回采安全，及时有效地处理采空区仍显得非常重要。

（1）处理采空区的基本方法根据金矿开采的特点，采用废石充填的方法来处理空场，经济合理。

1)输料充填。

利用窿内外手选废石或平巷废渣干式充填空区，更适用于矿脉密集的单脉采空区处理。

此法在矿山使用已经获得成功。

2)自然崩落围岩充填。

任凭采空场的围岩自然崩落充填空场，多用于边缘或矿脉稀疏处的采空场处理。

3)强制崩落围岩充填。

人工强制放顶或爆破强制崩落围岩来充填采空场。

其卸压效果明显，尤其适用于地表允许陷落、围岩较稳固且整体性好的脉群合采和空区规模较大的矿带密集空区的处理。

(2)废石充填处理空场的主要作用1)充填体对矿壁产生反压力，增加了围岩向空场塌落的阻力，改变了回采空间周围边缘区域内岩体变形的条件，使围岩的变形破坏受到阻尼，从而缓和了岩移速度，降低了岩移幅度，可以维持回采作业的正常进行。

2)充填体减少了岩体移动的空间，增强了矿柱的支撑能力，对夹墙产生的静止侧压力在一定时间内和一定程度上提高了夹墙稳定性。

3)充填废石作为空场垫层，可起到对地压“暴风”的缓冲作用，减少大面积岩移所产生的冲击气浪危害。

康古尔金矿2010．12。