矿山地压及其防治技术现状

矿山地压及其防治技术现状

专业：采矿工程年级：2011 班级：采矿11013 姓名：_周成辉_ 学号：20111084

摘要：通过查阅各类文献资料对矿山地压有了初步的了解，总结归纳出矿山地压的形成原因，对其分布规律也有一定的了解。并列举了现有地压监测的方法，根据各个矿山的实际情况的要求制定对应的防治技术。也介绍出我国金属矿山地压控制研究存在的问题和发展方向。

关键词：矿山地压；地压监测；防治技术；发展方向

正文：

一：矿山地压及其形成机理

由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成和作用在巷道支护物体上的力定义为矿山地压，它是因为采掘巷道或者进行回采工作破坏了原始的应力平衡状态引起岩体内部的应力重新分布造成的。矿山地压分为了四类地压：散体地压，变形地压，冲击地压和膨胀地压，矿山地压是矿山生产活动中一种常见的自然现象。这些地压会引起矿柱和上下盘围岩发生变形，破坏，移动等地压现象，在完整和比较完整的岩体中可积聚有很大的弹性应变能。当连续开采面积达到一定范围，就会超过地下工程构件的极限承载能力，矿山整个系统就不可避免地遭到破坏，引起岩层塌陷，酿成灾害。而我们要保证采矿工作的安全，就必须考虑地压可能带来的危险，采用留矿柱支撑采空区，充填采空区和崩落采空区三种地压管理方法及时应对。

二：矿山地压的监测

通过对地压的监测，我们能够为经济、合理地回收矿物资源和处理采空区，降低开采成本提供恰当的方案，延长矿山服务年限，促进采矿技术的交流与进步，并为矿山生产提供理论指导。因此利用和控制好地压，对于确保安全、经济高效地开采地下矿产资源预防地质灾害，具有重要意义。现在的技术条件下我们也有许多有效的监测方法，比如利用光弹性应力技术的光弹应力计，它又分为了室内光弹性模拟解决已知载荷条件下工程结构的应力分布问题和现场观测所用的光应力计和光应变计得到应力条纹反求受力状态两种方法；还有应用声发射技术的智能地音仪，利用电磁辐射技术的电磁辐射仪，应用爆破震动测试的爆破震动仪和测试原岩应力的应变仪等等仪器监测方法。虽然这些

监测存在问题和一些误差，但是总的来说，矿山监测对我们矿山安全，高效生产有着重要的应用，是不可或缺的一部分。

三：一些具体的矿山地压防治管理

（1）南非金矿深部开采中的地压管理技术

我们都知道矿产资源的消耗，地表和浅部容易开采，易于开发利用的矿产资源迅速枯竭，为了继续开采需要的矿产就不得不转下地下深部资源的开发利用，黄金开采业情况更为突出，比如说南非的许多矿山开采深度已经达到3000米以下了，个别金矿甚至达到6000米，而不同的开采深度面临不同的地压问题，开采深度超过2 000m即为超深开采，岩体开始向塑性发展，原岩应力呈现流体压力特征。因此南非的黄金矿山处于这种压力状态，并且面临许多其他的问题，因此有了有如下的地压管理技术：（1）注重宏观研究与微观研究的结合，从深部矿体所处的原岩应力环境人手，通过理论分析和实际测定，对矿区深部的原岩应力场分布进行数字描述，建立相应的数学模型，作为整个矿区地压管理的基础；（2）将地压管理研究与矿区地质工作结合起来。专门研究矿及其围岩中断层、节理、裂隙、弱面、夹层等各种地质构造对应力分布、岩震传播的影响，以及这些地质构造在岩体开挖活动中的变化情况和表现形式等；（3）详细研究开采活动与地压活动的联系。深入研究开采活动与岩震的关系，二者在时间、空间上的变化情况。为此，对开采工艺的每个环节前后岩体中的岩震情况进行连续观测，特别是爆破落矿前后的岩震变化情况。从而找出开采活动几小时后、几天后，岩震和岩体地压的变化规律，以及开采活动在空间上对岩震和地压分部的影响范围，进而为采场顶板维护和岩爆防治提供技术依据；（4）采取多种措施强化采场顶板维护；应用这些方法能够较好的解决深部矿山地压的问题，为我们以后将要进行的深部采矿提供可靠地方法和理论。

（2）有色金属矿山地压与地质灾害防治

有色金属矿山大部分为地下开采，地质条件非常复杂，随着矿山开采深度的增加，其地压问题及相应的地质灾害隐患越来越突出。针对有色金属矿山地质灾害，首先有必要深入进行岩层移动研究、岩层结构和空区等探测，从根本上消除灾害隐患。为预防由不稳定因素造成的可能灾害的发生，必须实施有效的监测预报，建立一套完善的安全管理系统。通过在岩石力学理论指导下的规范化工程设计、加强工程施工中的质量和安全管理、布置全面的监控网点、实行有效的信息反馈等一系列措施，及时消除灾害隐患，是杜绝和极大限度减少矿山重大灾害的基本途径。监控治理措施必须针对具体的地质条

件和环境因素，确定相应方案。如在极倾斜厚大矿体开采条件下，对空区的垮塌必须有可靠的预防措施，及时处理空区，危险时期实行连续监测；对缓倾斜矿体的开采宜采用合适的采矿方法和地压控制措施，消除可能的大面积地压和突发性大范围垮落冲击危害。四：矿山地压防治技术现状及其展望

由于矿山地压的存在，人们在对矿山的开发中，也逐渐形成了散体与似散体塌落体理论，拉、剪强度破坏理论，弹塑性平衡理论，时间一变形控制理论等理论，它们为矿山地压的防治提供理论基础。然而，现在我们的地压研究有一定的局限性，当今我国金属矿山地压研究不适应于矿区灾难地压研究的主要局限为：（1）对具体矿山特定灾害的应症式应急处理，缺乏对未来开采地压的反馈决策功能；（2）多为大同小异的无数次重复，缺乏对已有工作规律性总结，较少推广应用的可操作性；（3）对主控因素时空规律研究程度极为欠缺，尤其是构造应力场的开挖卸载问题，民采等工程环境、地下水等定量化影响与耦合作用问题；（4）对地压活动规律、监测技术与方法、反分析与反馈方法决策、对策与措施间既联系又制约关系缺乏了解，尤在监测方法选定上多局限于以不变应万变的错误定式；（5）不适应于交叉学科的建立与发展；这些局限性有碍矿区经济可持续发展。因此针对上面几点我们对矿山地压研究的不足，我们明确了矿区灾难地压控制研究方向：（1）深化对灾变主控因素研究，比如原岩应力场的研究，不同原岩应力及其空间分布，是导致采矿开挖卸载具有复杂多变的次生应力场的根本原因；（2）节裂分布与工程岩体强度，节理优势产状组合的几何分析与弱面强度可作为岩楔塌冒与侧滑破坏判别定量参数，其解析与图解法已定量化用于地下工程体；（3）预警信息化灾害预警信息化，方向主要包括灾害预警机制，灾害预警信息源、预警方法最优抉择等；（4）发展反分析与相应决策支持系统，开展交叉边缘学科的研究。

此外，也应该对以下四个方面加大研究力度，让我们现有的矿山地压防治技术得到最大的进步，为我国矿山地压理论完善做好基础，为国家贡献自己的微薄之力。1.在理论方法上正在大力改善评定岩体的工程地质质量,加强对围岩岩体结构与物理力学特性的研究,进一步把握巷道围岩在不同地质条件不同掘采阶段矿山地压的显现规律,在深入研究各种有关参数的基础上探讨不间支护形式的支护与围岩的相互作用；2.在矿山地压安全监测系统方面,目前正向着测试技术标准化、规范化,测试仪器自动化、数字化、集中化方面发展。此外,坑透法、地质雷达、数字槽波地震仪及便携式数据采集装置已开始逐渐引进监测系统中；3.在矿山巷道围岩加固支护技术方面,除研制新型的机械化支护设