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[摘 要]本文首先阐述了矿体开采时地压的来源，介绍了目前地压管理的一些新办法，论述了云驾岭铁矿和其它矿山在实际生产中采取的有效控制地压的办法。
[关键词]地压管理；新办法；应用
中图分类号：K909 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0311-02
一、矿体中地压的来源
在矿体开采时，矿体中的应力来源主要有自重应力场和构造应力场，两种应力场形成原岩应力场。自重应力场是由重力引起的与深度成正比的垂直应力；构造应力场是在各个地质时期，构造和造山运动而产生的断层、剪切、褶皱现象形成的应力，有时是压应力，有时是拉应力。原岩应力场随时间和空间的变化而呈现不稳定状态，特别是矿体开采的扰动，在矿体开采后期，原岩应力场中垂直应力和水平应力会变大，给矿体开采带来安全隐患，如何进行地压管理成为每个生产矿山需要研究的课题。
二、地压管理的一些新成就
对每个矿山，由于采矿方法、矿岩条件的不同，矿山地压管理的方法也各有差异。本人经过多年矿山实践经验，针对矿山的实际特点，在矿山地压管理方面摸索出一些有效的办法和技术 ，认为以下方法和技术可以达到预期的效果。在此与各位同仁共同探讨，起到抛砖引玉的作用，此文的作用也就达到了，下面摘要说明。
2.1 合理安排采矿顺序，尽量减小地压对采矿生产的影响
如对无底柱分段崩落法，可推行强化开采，实行采矿工作面呈阶梯状，能减少地压对采矿进路的破坏。
2.2 喷锚网联合支护
喷锚网联合支护的主要技术为喷射混凝土技术，该技术是将水泥砂浆的拌和料，借助喷射机械，利用压缩空气为动力，通过管道输送，以高速喷射到岩壁、墙壁和模板上，凝固后成为混凝土。喷锚网联合支护是指采用喷射混凝土、打锚杆、挂网联合支护，这样利用喷射混凝土的快速封闭，利用锚杆的悬吊、层压、压缩拱和挤压连接体的功能和金属网防止岩块的剥落功能，支护后可快速封闭地压破坏部位、更大范围地增加岩体的稳定性，防止地压的破坏。
2.3 砂浆锚索加固技术
砂浆锚索是将一根或多根钢丝绳放入锚孔内，然后注入砂浆，凝固后能加固岩体。这种砂浆锚索从5米到15米直至60米，直径为16～30毫米或更大，破坏力为25吨，在施加预拉力后，对岩体能起到永久加固效果，对减缓地压有很好的作用。
2.4 U型钢可缩性支架支护
对地压活动较大部位，用喷锚网联合支护和砂浆锚索支护效果不好时，可采用U型钢可缩性支架支护，抵抗深部开采时的地压，为安全生产提供有利条件。
下面结合两个实例对地压管理进行论述，以飨读者。
三、地压管理新办法在云驾岭铁矿的应用
3.1 云驾岭铁矿的概况及地压简况
云驾岭铁矿（以下简称云矿）为邯邢式矽卡岩型矿床，呈NW-SE走向分布，长达1522m，宽400～645m，矿石为磁铁矿，不稳定到极不稳定，矿石品位42～56%，矿体形态变化较大，倾向SW，平均厚度14.5m；可采贮量为2600x104t。
云礦设计年产量45x104t/a，采用无底柱分段崩落法与有底柱分段崩落法。由于地质条件复杂，矿岩松软破碎不稳固以及大的地压活动等原因，致使回采进路和切割巷道遭到严重破坏，甚至有的部位不能掘进成巷，给采矿工作带来极大困难，造成大量矿石损失。同时因巷道破坏和大量矿石损失，加大了矿石成本。
地压活动规律研究从-50m分段以上地压活动特点，实验室及现场力学性质测定，岩体结构调查，模拟试验分析认为：云矿地压活动系在重力场作用下，受岩体结构，巷道周边应力控制，常表现以松脱地压为主。但当进路出现冒顶后，间柱削弱，进路周边应力重新调整，应力值增大，岩体发生屈服变形，出现变形地压，或间柱被压劈裂外移两边靠拢。但左侧破坏程度大于右侧，左侧底鼓亦大于右侧，明显看出随时间推移，压力依次向外转移，转移时间约为2个月。上述事实及研究证明，在无底柱分段崩落法回采分段上方存在尚未被人们认识到的支承压力波随回采工作进行向外转移的规律。
3.2 地压控制方法
地压活动是一种由应力、岩性、地质构造控制的自然现象，在岩体中回采矿石扰乱原岩应力平衡的必然后果。因此必须根据地压活动类型及其显现特点，采用合理的地压控制方法。应力争本着从回采工作本身着眼，采取主动的地压控制方法，避免过多地从被动的控制地压方面着眼，选用高强度支护方法，这样不仅有碍回采工作顺利进行，还会提高矿石回采成本。
经研究认为适合云矿地压类型的控制方法为：
3.2.1推进强化开采
根据生产任务要求，采一条掘一条。不过多准备待采进路，实际作业集中程度高的，以进路为单元组织生产。所需进路同时回采，为避免回采到联巷时互相制约，相邻进路工作面呈梯状。相邻进路工作面互相超前距离应保持在5m以内，否则大于15～20m滞后工作面附近岩体受支承压力作用而变形、压裂甚至冒落。
3.2.2 做好进路开口维护工作
在磁铁矿、矽卡岩地段应做到随掘随及时封闭，最大暴露长度不得大于2～3m。
3.2.3 锚喷网联合支护取代钢筋混凝土支护
矽卡岩，蚀变闪长岩出露地段，地压活动具有变形地压特点。采用锚喷网联合支护取代钢筋混凝土支护。矽卡岩、蚀变闪长岩具有粘性变形特征，除采用锚喷网联合支护外，还应根据变形程度架设U型可缩性钢支架，或采用缩小间距长短结合的锚杆，加长托盘形成无立柱支架，以便提供必要的水平支反力，阻止两帮岩石外移。
3.3 成效
云驾岭铁矿通过采用上述一些地压管理的新办法，在矿山开采时地压较大的情况下，很好地控制了地压，稳定了矿山生产。
四、某矿区的地压管理 4.1 矿区概况
矿区为多金属石英脉型高温热液矿床。地层为中上寒武纪浅变质岩系变质砂岩夹板岩，岩层产状100°～130°，∠60°。矿床规模宏大，矿化面积1.2Km2，脉群有南、中、北三个脉组，石英脉带10条。矿脉近东西走向，倾向南，倾角80°～90°。
4.2 矿区上部地压控制
4.2.1 空区地压活动情况
经过几年的机械化开采，至2010年在-50m中段以上已形成40000m3的采空区。这些采空区大部分是采用留矿采矿法采矿，近地表的岩体稳定状态非常复杂。采空区形态较为规则，但采幅大，采空区围岩依靠采场顶、底柱和间柱支撑。采空区没有进行处理，采空区围岩有不同程度破坏和变化。
4.2.2 上部空区处理
随着采空区体积的不断增加，地压活动必然继续加剧发展。为控制日益加剧的地压活动，宜采用崩落法进行采空区处理。
⑴采空区采用自然崩落的处理方式。
⑵-50m中段以上较为完好的采空区采用深孔或中深孔爆破强制崩落围岩处理。
⑶利用强制崩落诱发上部自然崩落的采空区围岩崩落，并造垫层缓冲自然崩落的随时冲击。
⑷崩落处理采空区较密集的中部200m范围，并划分2个处理区段，每100m为一个处理区段。
⑸采空区处理与残矿回收相结合，尽可能强制崩落采场顶、底柱和间柱，及含矿夹墙和盘岩。
⑹-50m中段矿块分两步骤回采，先用分段崩落阶段矿房法回采矿房，在上部已崩落的条件下回采矿柱。
4.3 矿区下部地压控制
4.3.1 矿区下部地压问题
在-50m中段的开采过程中，1～7线脉外运输道、变电所和休息硐室的围岩出现了剥皮、片帮和松石等现象，-25m采场底部结构坍塌破坏。排除岩体工程质量因素后，陷落漏斗底部有应力集中现象，尤其漏斗底部角隅处，应力集中更为严重。采用崩落法处理上部采空区和-50m中段本身的矿房崩矿后，-50m中段水平至地表已达400～430m，出现应力集中的现象已成必然。
4.3.2 下部地压控制
下部地压控制的目的是改善下部矿体应力分布状态，使下部矿体能得到顺利开采，保证人身和设备的安全，提高矿产资源的回收率。
下部地压控制设想是使开采矿块与陷落漏斗底部之间保持足够距离，远离应力集中部位，从而减小矿块的应力，改善开采条件。在已有陷落漏斗的底部，利用采场的矿柱和充填體，形成一个可起支撑作用的隔离带，防止应力集中部位的下移。
采空区充填后，充填体可以改变围岩的应力分布，并可支撑上下盘围岩，随充填体压实，支撑能力不断加大，形成压力支撑带，从而减小下部岩体应力，改善下部新采场的应力分布，求得采场顺利开采。因此，下部地压控制的方法就是设置隔离层，防止应力集中现象的下移。
4.3.3 隔离层的设置
隔离层设置于-25m中段与-50m中段之间。保留下部中段采场矿柱形成框架结构，根据滑动棱柱体模型公式对矿柱计算，-50m中段以下框架结构可按采矿方法标准设计保留采场的顶、底柱形式，依靠顶、底柱以支撑上下盘的压力；间柱按与相邻采场的开采关系保留或取消。充填-25m中段采空区，充填的重点为采幅较宽、空区相邻较近、受构造影响较大的较不稳定区。充填系数大于50%，充填效果与充填的数量相关，通常数量越多越好，因此重点充填采空区应尽可能充满。充填方式为废石干式充填。充填料主要来源于下部开拓废石，不足时，上部地表废石补充。保留-50m中段采场底柱，-25m中段以下采空区视稳定情况进行充填，只充填不稳定采空区。
4.4 小结
本部分较严格地将采空区和采场地压区分开来处理，矿块开采前是采场地压，回采后是采空区地压。采空区地压控制是通过采空区处理以及一些辅助方法和措施来实现。处理方法就是崩落和充填。辅助方法和措施主要有开天窗、造垫层、封闭空区、预测预报等。采场地压控制则是通过改进采场结构及其参数，或改变采矿方法和其它技术措施来实现，不少矿山为开采陷落漏斗底部的难采矿块，往往增设了副中段，将一个中段分成两段回采；将矿房划小，加快回采速度；将留矿采场法改为削壁充填采矿法等；设置隔离层是一种较有前瞻的技术措施方案。
参考文献
[1] 童光煦，《高等硬岩采矿学》，1995年冶金工业出版社.
[2] 杨鹏、蔡嗣经，《现代采矿科技论文集》，1998年冶金工业出版社.
[3] 解世俊，《金属矿床地下开采》，1986年冶金工业出版社.
[4] 徐九华等编，《地质学》，2001冶金工业出版社.
[关键词]地压管理；新办法；应用
中图分类号：K909 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0311-02
一、矿体中地压的来源
在矿体开采时，矿体中的应力来源主要有自重应力场和构造应力场，两种应力场形成原岩应力场。自重应力场是由重力引起的与深度成正比的垂直应力；构造应力场是在各个地质时期，构造和造山运动而产生的断层、剪切、褶皱现象形成的应力，有时是压应力，有时是拉应力。原岩应力场随时间和空间的变化而呈现不稳定状态，特别是矿体开采的扰动，在矿体开采后期，原岩应力场中垂直应力和水平应力会变大，给矿体开采带来安全隐患，如何进行地压管理成为每个生产矿山需要研究的课题。
二、地压管理的一些新成就
对每个矿山，由于采矿方法、矿岩条件的不同，矿山地压管理的方法也各有差异。本人经过多年矿山实践经验，针对矿山的实际特点，在矿山地压管理方面摸索出一些有效的办法和技术 ，认为以下方法和技术可以达到预期的效果。在此与各位同仁共同探讨，起到抛砖引玉的作用，此文的作用也就达到了，下面摘要说明。
2.1 合理安排采矿顺序，尽量减小地压对采矿生产的影响
如对无底柱分段崩落法，可推行强化开采，实行采矿工作面呈阶梯状，能减少地压对采矿进路的破坏。
2.2 喷锚网联合支护
喷锚网联合支护的主要技术为喷射混凝土技术，该技术是将水泥砂浆的拌和料，借助喷射机械，利用压缩空气为动力，通过管道输送，以高速喷射到岩壁、墙壁和模板上，凝固后成为混凝土。喷锚网联合支护是指采用喷射混凝土、打锚杆、挂网联合支护，这样利用喷射混凝土的快速封闭，利用锚杆的悬吊、层压、压缩拱和挤压连接体的功能和金属网防止岩块的剥落功能，支护后可快速封闭地压破坏部位、更大范围地增加岩体的稳定性，防止地压的破坏。
2.3 砂浆锚索加固技术
砂浆锚索是将一根或多根钢丝绳放入锚孔内，然后注入砂浆，凝固后能加固岩体。这种砂浆锚索从5米到15米直至60米，直径为16～30毫米或更大，破坏力为25吨，在施加预拉力后，对岩体能起到永久加固效果，对减缓地压有很好的作用。
2.4 U型钢可缩性支架支护
对地压活动较大部位，用喷锚网联合支护和砂浆锚索支护效果不好时，可采用U型钢可缩性支架支护，抵抗深部开采时的地压，为安全生产提供有利条件。
下面结合两个实例对地压管理进行论述，以飨读者。
三、地压管理新办法在云驾岭铁矿的应用
3.1 云驾岭铁矿的概况及地压简况
云驾岭铁矿（以下简称云矿）为邯邢式矽卡岩型矿床，呈NW-SE走向分布，长达1522m，宽400～645m，矿石为磁铁矿，不稳定到极不稳定，矿石品位42～56%，矿体形态变化较大，倾向SW，平均厚度14.5m；可采贮量为2600x104t。
云礦设计年产量45x104t/a，采用无底柱分段崩落法与有底柱分段崩落法。由于地质条件复杂，矿岩松软破碎不稳固以及大的地压活动等原因，致使回采进路和切割巷道遭到严重破坏，甚至有的部位不能掘进成巷，给采矿工作带来极大困难，造成大量矿石损失。同时因巷道破坏和大量矿石损失，加大了矿石成本。
地压活动规律研究从-50m分段以上地压活动特点，实验室及现场力学性质测定，岩体结构调查，模拟试验分析认为：云矿地压活动系在重力场作用下，受岩体结构，巷道周边应力控制，常表现以松脱地压为主。但当进路出现冒顶后，间柱削弱，进路周边应力重新调整，应力值增大，岩体发生屈服变形，出现变形地压，或间柱被压劈裂外移两边靠拢。但左侧破坏程度大于右侧，左侧底鼓亦大于右侧，明显看出随时间推移，压力依次向外转移，转移时间约为2个月。上述事实及研究证明，在无底柱分段崩落法回采分段上方存在尚未被人们认识到的支承压力波随回采工作进行向外转移的规律。
3.2 地压控制方法
地压活动是一种由应力、岩性、地质构造控制的自然现象，在岩体中回采矿石扰乱原岩应力平衡的必然后果。因此必须根据地压活动类型及其显现特点，采用合理的地压控制方法。应力争本着从回采工作本身着眼，采取主动的地压控制方法，避免过多地从被动的控制地压方面着眼，选用高强度支护方法，这样不仅有碍回采工作顺利进行，还会提高矿石回采成本。
经研究认为适合云矿地压类型的控制方法为：
3.2.1推进强化开采
根据生产任务要求，采一条掘一条。不过多准备待采进路，实际作业集中程度高的，以进路为单元组织生产。所需进路同时回采，为避免回采到联巷时互相制约，相邻进路工作面呈梯状。相邻进路工作面互相超前距离应保持在5m以内，否则大于15～20m滞后工作面附近岩体受支承压力作用而变形、压裂甚至冒落。
3.2.2 做好进路开口维护工作
在磁铁矿、矽卡岩地段应做到随掘随及时封闭，最大暴露长度不得大于2～3m。
3.2.3 锚喷网联合支护取代钢筋混凝土支护
矽卡岩，蚀变闪长岩出露地段，地压活动具有变形地压特点。采用锚喷网联合支护取代钢筋混凝土支护。矽卡岩、蚀变闪长岩具有粘性变形特征，除采用锚喷网联合支护外，还应根据变形程度架设U型可缩性钢支架，或采用缩小间距长短结合的锚杆，加长托盘形成无立柱支架，以便提供必要的水平支反力，阻止两帮岩石外移。
3.3 成效
云驾岭铁矿通过采用上述一些地压管理的新办法，在矿山开采时地压较大的情况下，很好地控制了地压，稳定了矿山生产。
四、某矿区的地压管理 4.1 矿区概况
矿区为多金属石英脉型高温热液矿床。地层为中上寒武纪浅变质岩系变质砂岩夹板岩，岩层产状100°～130°，∠60°。矿床规模宏大，矿化面积1.2Km2，脉群有南、中、北三个脉组，石英脉带10条。矿脉近东西走向，倾向南，倾角80°～90°。
4.2 矿区上部地压控制
4.2.1 空区地压活动情况
经过几年的机械化开采，至2010年在-50m中段以上已形成40000m3的采空区。这些采空区大部分是采用留矿采矿法采矿，近地表的岩体稳定状态非常复杂。采空区形态较为规则，但采幅大，采空区围岩依靠采场顶、底柱和间柱支撑。采空区没有进行处理，采空区围岩有不同程度破坏和变化。
4.2.2 上部空区处理
随着采空区体积的不断增加，地压活动必然继续加剧发展。为控制日益加剧的地压活动，宜采用崩落法进行采空区处理。
⑴采空区采用自然崩落的处理方式。
⑵-50m中段以上较为完好的采空区采用深孔或中深孔爆破强制崩落围岩处理。
⑶利用强制崩落诱发上部自然崩落的采空区围岩崩落，并造垫层缓冲自然崩落的随时冲击。
⑷崩落处理采空区较密集的中部200m范围，并划分2个处理区段，每100m为一个处理区段。
⑸采空区处理与残矿回收相结合，尽可能强制崩落采场顶、底柱和间柱，及含矿夹墙和盘岩。
⑹-50m中段矿块分两步骤回采，先用分段崩落阶段矿房法回采矿房，在上部已崩落的条件下回采矿柱。
4.3 矿区下部地压控制
4.3.1 矿区下部地压问题
在-50m中段的开采过程中，1～7线脉外运输道、变电所和休息硐室的围岩出现了剥皮、片帮和松石等现象，-25m采场底部结构坍塌破坏。排除岩体工程质量因素后，陷落漏斗底部有应力集中现象，尤其漏斗底部角隅处，应力集中更为严重。采用崩落法处理上部采空区和-50m中段本身的矿房崩矿后，-50m中段水平至地表已达400～430m，出现应力集中的现象已成必然。
4.3.2 下部地压控制
下部地压控制的目的是改善下部矿体应力分布状态，使下部矿体能得到顺利开采，保证人身和设备的安全，提高矿产资源的回收率。
下部地压控制设想是使开采矿块与陷落漏斗底部之间保持足够距离，远离应力集中部位，从而减小矿块的应力，改善开采条件。在已有陷落漏斗的底部，利用采场的矿柱和充填體，形成一个可起支撑作用的隔离带，防止应力集中部位的下移。
采空区充填后，充填体可以改变围岩的应力分布，并可支撑上下盘围岩，随充填体压实，支撑能力不断加大，形成压力支撑带，从而减小下部岩体应力，改善下部新采场的应力分布，求得采场顺利开采。因此，下部地压控制的方法就是设置隔离层，防止应力集中现象的下移。
4.3.3 隔离层的设置
隔离层设置于-25m中段与-50m中段之间。保留下部中段采场矿柱形成框架结构，根据滑动棱柱体模型公式对矿柱计算，-50m中段以下框架结构可按采矿方法标准设计保留采场的顶、底柱形式，依靠顶、底柱以支撑上下盘的压力；间柱按与相邻采场的开采关系保留或取消。充填-25m中段采空区，充填的重点为采幅较宽、空区相邻较近、受构造影响较大的较不稳定区。充填系数大于50%，充填效果与充填的数量相关，通常数量越多越好，因此重点充填采空区应尽可能充满。充填方式为废石干式充填。充填料主要来源于下部开拓废石，不足时，上部地表废石补充。保留-50m中段采场底柱，-25m中段以下采空区视稳定情况进行充填，只充填不稳定采空区。
4.4 小结
本部分较严格地将采空区和采场地压区分开来处理，矿块开采前是采场地压，回采后是采空区地压。采空区地压控制是通过采空区处理以及一些辅助方法和措施来实现。处理方法就是崩落和充填。辅助方法和措施主要有开天窗、造垫层、封闭空区、预测预报等。采场地压控制则是通过改进采场结构及其参数，或改变采矿方法和其它技术措施来实现，不少矿山为开采陷落漏斗底部的难采矿块，往往增设了副中段，将一个中段分成两段回采；将矿房划小，加快回采速度；将留矿采场法改为削壁充填采矿法等；设置隔离层是一种较有前瞻的技术措施方案。
参考文献
[1] 童光煦，《高等硬岩采矿学》，1995年冶金工业出版社.
[2] 杨鹏、蔡嗣经，《现代采矿科技论文集》，1998年冶金工业出版社.
[3] 解世俊，《金属矿床地下开采》，1986年冶金工业出版社.
[4] 徐九华等编，《地质学》，2001冶金工业出版社.