解讀金屬礦山地壓控制技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

呂寶昌

（江西漂塘鎢業(yè)有限公司，江西 贛州 341515）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，在金屬礦產(chǎn)生產(chǎn)中出現(xiàn)了很多先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，推動著金屬礦山生產(chǎn)向著規(guī)?；C(jī)械化、連續(xù)化、智能化的方向發(fā)展。同時金屬礦山生產(chǎn)的深度在不斷增加，由此也帶來了越來越明顯的地壓問題，如何更有效的對地壓進(jìn)行控制成為了金屬礦山生產(chǎn)中的首要話題，相關(guān)單位必須要對地壓控制技術(shù)進(jìn)行深入研究，這樣才能為礦山生產(chǎn)提供更多保障。

1 金屬礦山地壓控制技術(shù)的主要內(nèi)容

1.1 巖體的物理性質(zhì)

巖體是地壓控制技術(shù)的主要針對對象，要對巖體在力場中的物理狀態(tài)進(jìn)行分析和了解，從而對其力學(xué)屬性進(jìn)行掌握。另外金屬礦山生產(chǎn)大多在地下進(jìn)行，地下巖體和地質(zhì)體是互相連接的，這和地面生產(chǎn)存在著很大不同，除了要掌握巖體的物理性質(zhì)以外，還要對其崩落性和穩(wěn)定性進(jìn)行掌握。

1.2 地壓監(jiān)測

在金屬礦山地壓控制技術(shù)中，對電壓進(jìn)行監(jiān)測是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，有效的地壓監(jiān)測可以幫助人們掌握地壓的變化規(guī)律[1]。地壓監(jiān)測共有礦山支護(hù)和填充的狀態(tài)、圍巖的變化等內(nèi)容，針對不同內(nèi)容設(shè)置了相應(yīng)的監(jiān)測方式，在實(shí)際的地壓監(jiān)測活動中，可以針對不同需求對相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行選擇，以此達(dá)到最好的監(jiān)測效果。

1.3 地壓變化

對地壓變化進(jìn)行研究需要以金屬礦山的巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、通過地壓監(jiān)測獲得數(shù)據(jù)以及相關(guān)歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過對地壓變化的掌握可以判斷出巖體目前的應(yīng)力狀態(tài)及其受力的變化狀態(tài)，從而為塌落、下陷問題的預(yù)防提供參考。

1.4 巖體崩落

在金屬礦山生產(chǎn)中，礦體和圍巖都是需要操作的內(nèi)容，因此對巖體崩落進(jìn)行分析時要全面考慮圍巖以及礦體的崩落規(guī)律。其中圍巖的崩落規(guī)律研究主要針對已開采區(qū)，礦體的崩落規(guī)律研究主要針對的是地壓采礦。

1.5 支護(hù)施工

隨著金屬礦山生產(chǎn)的不斷發(fā)展，淺源礦目前已經(jīng)越來越少，當(dāng)前更多的是深層采礦。開采深度越大，難度也會隨之提升，對地壓控制技術(shù)的要求也越來越高。比如應(yīng)力提升、滲水概率的增加、以及溫度的升高等都需要相應(yīng)的地壓控制技術(shù)進(jìn)行處理。尤其隨著開采深度的增加，巖體的崩落概率也會提升，必須對巖體進(jìn)行充分支護(hù)，這樣才能保證金屬礦產(chǎn)生產(chǎn)的安全性。

2 金屬礦山地壓控制技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1 監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀

為了保障金屬礦山生產(chǎn)的安全性，我國很多的金屬礦山生產(chǎn)都對安全監(jiān)測體系進(jìn)行了應(yīng)用，為礦山生產(chǎn)的準(zhǔn)備階段、施工階段以及后期的運(yùn)營管理階段的順利進(jìn)行提供了充分保障。在完善的金屬礦山生產(chǎn)監(jiān)測體系中，應(yīng)同時具備監(jiān)測和預(yù)警兩個板塊，通過這兩個板塊中的檢測網(wǎng)點(diǎn)、檢測手段和技術(shù)、先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備對金屬礦山進(jìn)行長期監(jiān)測，整理監(jiān)測數(shù)據(jù)并將其和過往數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而掌握巖體的變化規(guī)律。同時配合預(yù)警板塊，及時報(bào)告危險(xiǎn)信息，保障礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行和相關(guān)人員的安全。

2.2 支護(hù)加固現(xiàn)狀

在我國的金屬礦山生產(chǎn)中，主要對巷道和開采場地的圍巖進(jìn)行支護(hù)加固，共有對巖石的內(nèi)部進(jìn)行加固以及對圍巖外部進(jìn)行支護(hù)兩種類型。巖石在開挖之后其自身的承載能力會受到影響，因此從巖石的內(nèi)部進(jìn)行加固，可將其承載能力控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，同時也有助于減輕圍巖支護(hù)的難度[2]。在圍巖的支護(hù)施工中，共有錨固和灌漿兩種方式，其中錨固支護(hù)有金屬拱架、木垛等，灌漿支護(hù)有噴射混凝土、液壓等。隨著金屬礦山生產(chǎn)的不斷發(fā)展，開采深度必將進(jìn)一步增加，支護(hù)加固的難度也必將提高，因此這也對未來的金屬礦山支護(hù)提出了更高要求，為了保障礦山生產(chǎn)的安全性，未來支護(hù)加固技術(shù)必將得到進(jìn)一步發(fā)展。

2.3 地壓控制現(xiàn)狀

監(jiān)測預(yù)警以及制定控制措施是金屬礦山地壓控制中的兩個主要內(nèi)容，可從以下三個方面對其進(jìn)行分析：

首先是主動監(jiān)測礦山信息，重點(diǎn)內(nèi)容有開采方式、巖體結(jié)構(gòu)、已開采區(qū)的處里等。在金屬礦山的深度開采過程中，通過主動監(jiān)測獲取的數(shù)據(jù)可保證深度開采的順利進(jìn)行。通過主動監(jiān)測可以可以預(yù)測巖體的變化趨勢，某些可能引發(fā)礦山生產(chǎn)安全事故的地壓隱患可因此被發(fā)現(xiàn)并得到合理解決。我國已開采的金屬礦山以鎢礦和錳礦為主，因此為金屬礦山地壓控制提供了大量的參考數(shù)據(jù)，同時在其他種類的金屬礦山生產(chǎn)中也同樣設(shè)置了完善的監(jiān)測系統(tǒng)，為我國金屬礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供了極其充分的保障。

其次是金屬礦山的保護(hù)，這一點(diǎn)針對的主要是金屬礦山生產(chǎn)過程中容易發(fā)生礦山安全事故的部分，以磷礦山為例，其在開采過程中容易出現(xiàn)下陷以及滑坡事故，因此必須對易下陷區(qū)和易滑坡區(qū)進(jìn)行加固處理。對易發(fā)生事故去進(jìn)行加固，主要采用的方式有防滑樁、錨桿支護(hù)以及灌漿加固等，同時也可以使用力傳導(dǎo)手段將易發(fā)生事故區(qū)域的荷載轉(zhuǎn)移向別處，配合開挖排水溝渠便可起到非常明顯的加固效果。另外在某些金屬礦山中還存在容易崩落的堅(jiān)硬頂板，但無法預(yù)知其具體的崩落時間，此時可向頂板中注水，這樣頂板在遇水軟化之后即可提前崩落，以免成為后續(xù)生產(chǎn)過程中的安全隱患[4]。

最后是對開采區(qū)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，例如已開采完畢，但未經(jīng)過合理處理的區(qū)域以及私自開采之后留下的安全隱患，針對這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理可在開采過程中設(shè)置天然礦柱，或者利用人工預(yù)留柱對其進(jìn)行加固和填充，以免導(dǎo)致在開采過程中出現(xiàn)安全事故[3]。另外也可以使用邊開采邊填充的方式改變這些區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，可以通過設(shè)置人工礦、地表灌漿等方式令事故隱患區(qū)更加穩(wěn)定，達(dá)到降低安全事故發(fā)生率的目的[5]。改變開采區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的依據(jù)是礦體狀態(tài)、殘余礦體的水平構(gòu)造、應(yīng)力情況等，另外也要綜合考慮礦山巖體的特征、隱患區(qū)域的具體分布情況，全面考慮這些因素之后就可以制定最合理的處理方案，從而有效提升該區(qū)域的安全性。另外對安全隱患區(qū)進(jìn)行填充的過程中要注意，不需要將全部區(qū)域都填滿，只需要將其承載能力提升到標(biāo)準(zhǔn)以上即可。

3 金屬礦山地壓控制技術(shù)發(fā)展趨勢

對我國的金屬礦山地壓控制技術(shù)而言，以下幾個方面將是未來的主要發(fā)展趨勢：第一是礦山地質(zhì)和礦山結(jié)構(gòu)的分析、新的開采技術(shù)的應(yīng)用、礦山生產(chǎn)的安全保障等，除了這幾項(xiàng)技術(shù)的單獨(dú)發(fā)展，互相之間的配合也非常重要。第二是對同類金屬礦床的巖體物理學(xué)特征進(jìn)行分析，以及在相應(yīng)開采方式基礎(chǔ)上對地壓信息進(jìn)行反饋，同時對礦床交叉處的巖體力學(xué)特征進(jìn)行研究，創(chuàng)新研究方式、途徑，確定未來的發(fā)展方向，建立完善的地壓控制體系。第三是對地壓監(jiān)測體系進(jìn)行完善，結(jié)合信息技術(shù)開發(fā)更智能的地壓監(jiān)測手段。完善的地壓監(jiān)測體系應(yīng)包括主動監(jiān)測和被動監(jiān)測，同時不同的監(jiān)測手段還應(yīng)具備特定的監(jiān)測技術(shù)，通過對信息技術(shù)的深度應(yīng)用，對地壓數(shù)據(jù)的處理和分析能力進(jìn)行強(qiáng)化，從而對地壓的變化規(guī)律進(jìn)行充分掌握。還應(yīng)對監(jiān)測體系中預(yù)警技術(shù)進(jìn)行完善，做到及時預(yù)報(bào)礦山生產(chǎn)中的崩落、塌陷的危險(xiǎn)信號。第四是對地壓控制技術(shù)的數(shù)值分析方式進(jìn)行創(chuàng)新，對金屬礦山地下控制技術(shù)進(jìn)行研究時，數(shù)值的準(zhǔn)確性非常重要，創(chuàng)新數(shù)值分析方式可令數(shù)值的準(zhǔn)確性得到極大提升，從而獲得最可靠的數(shù)據(jù)參考。

4 結(jié)束語

綜上所述，金屬礦山生產(chǎn)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中不可缺少的一項(xiàng)重要內(nèi)容，但隨著金屬礦山生產(chǎn)深度的不斷增加，地壓帶來的問題也越來越多，因此必須使用更有效的低壓控制技術(shù)才能有效保障礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行。相關(guān)人員對此要進(jìn)行不斷探索，從而促進(jìn)我國礦山生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。