论文部分内容阅读
摘 要:当前,赣南钨矿山的地压活动处在发展时期,部分矿山的局部已出现大面积地压预兆,某些深部的作业区地压也明显显现,导致地压区的残矿回采比较困难,因此基于赣南钨矿山地压特征谈其治理及回采是至关重要。
关键词:赣南钨矿山 地压特征 治理 回采
和普通的地下工程比较,采场围岩稳定性的影响因素比较复杂,而其中最为突出的问题是由于采矿活动所导致的矿山压力的作用。赣南作为我国甚至世界上著名的黑钨矿产地,绝大部分国有钨矿山已是历经几十年开采的老矿山。到目前为止,大部分矿山已经进入深部开采阶段,开拓方式也由早期的平硐开拓转为深部竖井或斜井开拓,随着开采中段向下延伸,采空区体积增加,钨矿山的地压问题显得越来越突出,给矿山安全和生产带来极大威胁。。
一、赣南钨矿山地压的活动及特征
1.由于采空区过密而引发的地压
钨矿山主要采用留矿法及分段或阶段矿房法的采矿方法,这两类都属于空场法。而采区存留了大量的采空区是导致区域性地压活动产生的重要因素。空区在形成过程中引起了岩体的应力进行重新分布,这就为岩层的移动提供了自由空间。并且,地压活动剧烈程度的主要因素就是空区规模的大小。
2.因深部构造应力而引发的地压
早期赣南钨矿的开采多数都是在当地基准侵蚀面之上,加之赣南的构造应力不是特别活跃的区域,因此采区的地压活动更多的是由重力场所引发的。近几年,多数钨矿已开始了深部开采,除受重应力场的作用外,采区的地压原岩应力已越来越明显。这样对于那些岩石坚硬、保存完整性很好的地方,一旦采矿项目暴露,很容易在节理发育相对较弱的区域产生掉块及小范围垮塌现象。
3.因地表陷落而引发的地压
在钨矿山由于地表陷落所引发的地压导致采区地表陷落的现象很多,有的是由于自然陷落,而有的是由于地压处理所引起的。不管是何种原因引起的采区陷落,都会实现消除区域性地压隐患的目标。然而,陷落区的底部以及周边却常会引起新的地压活动区。例如铁山垅钨矿黄沙矿区10中段和大吉山矿区417中段南组都属于陷落区的底部,现在地压活动就非常的明显。
4.由于不合理开采而引发的地压
由于开采不合理,导致采区局部产生应力集中,进而引起地压活动。从赣南钨矿来看,主要有以下几个方面的不合理开采:第一方面是开采初期的民采;第二方面是20世纪90年代由于钨产品市场低迷而出现的采富丢贫;第三方面是因为在生产管理过于主观所导致的不合理开采,例如施工设计不够合理等等。不规则的工程设计及无序的施工容易导致采区多次应力集中,就会减少井下岩体的承载能力,进而说采区的稳定受到影响,最终导致地压活动产生。
5.因地下水和大爆破等其它原因而引发的地压
随着矿床开采的深度越来越大,大部分钨矿都在区内侵蚀基准面以下进行主要生产作业,这样坑内裂隙水等井下涌水就会有不同程度的增多,加之有的矿山或者矿区的地表已经陷落,使得坑内水的量有所增多。事实证明,矿区地压活动显现多和水有密切关系。同时,爆破的地震引起的效应也会使得周边岩体发生破坏,使得岩体的应力集中加剧,区域的地压激活,促使应力集中的地方以及岩体不稳的区域产生岩移。
二、赣南钨矿山地压的治理
1.对局部的地压活动进行及时处理
局部的地压活动主要是因为构造带、开采不合理以及采空区没有得到及时处理产生的。由于构造带引发的地压活动,要利用及时支护以及加固的方式进行处理,例如当巷道工程穿过构造带时,应及时的利用松木或者是浇筑混凝土对其进行支护。而因开采不合理所引发的地压活动,可利用和矿山的生产实际相结合,对其进行尽快调整。由于采空区没有及时处理所引发的地压活动,要将采空区进行集中充填。
2.对采空区进行及时处理
采空区地压处理是十分重要的工作,对采空区进行及时处理能够控制地压的发生及发展。采空区的处理方式,不管是之前留存的采空区,还是后来新形成的采空区,都应结合总体地压的控制方案进行统一规划和及时处理。一般来说,对于那些空区较小,围岩比较稳固的采空区可选用封闭的方式对其进行处理;而对于那些构造带、岩体稳固性比较差的采空区,应选用崩落采场间夹墙、间柱以及顶底柱的形式进行处理;对于没有处理,或者是处理不到位的比较大型的采空区,可利用废石对其进行充填。
3.对采掘顺序进行合理安排
依据区域地压活动的特点对岩移进行控制,在对新的空区进行开挖时要注意该区域的应力分布状态,避免引起应力高度集中,而造成岩体遭到破坏。在岩体中存在空区以及断裂结构,不稳定岩体向空区移动是无法避免的。不稳定岩体的移动趋势进行认识和掌握,对其因势利导,以避免由于岩移引起的损失。假如在采掘顺序上进行分段安排,不选用从上盘到下盘进行全面推进,就可能导致岩体分段、分期挤压,使得作业区域的安全性得到明显的改善。
4.建立地压监测系统
地压监测是对地压活动了解和掌握的主要途径。因此应建立合理的地压活动的日常监测系统,对地压活动的变化情况进行及时掌握,这是矿区地压管理中不可或缺的工作,同时也是及时的采取针对性措施,避免地压灾害产生重要依据。
三、赣南钨矿山的回采
1.回采的原则
(1)遵循先易后難和优化开采的原则。对于地压活动相对较小的区域要先开采,难度较大的区域要后开采。
(2)遵循边开采和边监测的原则。在开采过程中应对对地压的活动状况随时利用声发射和岩移测量等方式进行监测,并根据监测的结果对开采方案进行及时的调整;特别要雨季的涌水动态及地压活动状态要加强观测,以备不测。
(3)遵循短矿块、低采高和多矿柱的原则。
(4)要尽量全部使用小采,尽量不用带采。
(5)对采空区进行及时治理的原则。对采空区进行充填、崩落等处理,释放高应力区地压,达到有效控制地压的目的。
2.回采过程中的注意事项
(1)回采现场的工人一定要对现场的环境和现场作业都非常的熟悉,并严格按照相关的安全规程进行作业。
(2)在对电爬道掘进以及回采作业的过程中,每天都要对光应力计以及声发射进行监测,对每天的监测结果进行记录。
(3)若发现监测的数据有显著的变化,就应立即停止作业,等分析后在决定是否要继续进行作业。
(4)等采准工作结束之后,进行第一次回采时,要进行爆破测震以及点柱声波测试。
参考文献:
[1]赵奎,中国生.赣南钨矿山地压特征、治理及地压区残矿回采[J].中国钨业,2009,(5).
[2]石求志.赣南钨矿地压活动与控制研究[J].中国钨业,2009,(4).
关键词:赣南钨矿山 地压特征 治理 回采
和普通的地下工程比较,采场围岩稳定性的影响因素比较复杂,而其中最为突出的问题是由于采矿活动所导致的矿山压力的作用。赣南作为我国甚至世界上著名的黑钨矿产地,绝大部分国有钨矿山已是历经几十年开采的老矿山。到目前为止,大部分矿山已经进入深部开采阶段,开拓方式也由早期的平硐开拓转为深部竖井或斜井开拓,随着开采中段向下延伸,采空区体积增加,钨矿山的地压问题显得越来越突出,给矿山安全和生产带来极大威胁。。
一、赣南钨矿山地压的活动及特征
1.由于采空区过密而引发的地压
钨矿山主要采用留矿法及分段或阶段矿房法的采矿方法,这两类都属于空场法。而采区存留了大量的采空区是导致区域性地压活动产生的重要因素。空区在形成过程中引起了岩体的应力进行重新分布,这就为岩层的移动提供了自由空间。并且,地压活动剧烈程度的主要因素就是空区规模的大小。
2.因深部构造应力而引发的地压
早期赣南钨矿的开采多数都是在当地基准侵蚀面之上,加之赣南的构造应力不是特别活跃的区域,因此采区的地压活动更多的是由重力场所引发的。近几年,多数钨矿已开始了深部开采,除受重应力场的作用外,采区的地压原岩应力已越来越明显。这样对于那些岩石坚硬、保存完整性很好的地方,一旦采矿项目暴露,很容易在节理发育相对较弱的区域产生掉块及小范围垮塌现象。
3.因地表陷落而引发的地压
在钨矿山由于地表陷落所引发的地压导致采区地表陷落的现象很多,有的是由于自然陷落,而有的是由于地压处理所引起的。不管是何种原因引起的采区陷落,都会实现消除区域性地压隐患的目标。然而,陷落区的底部以及周边却常会引起新的地压活动区。例如铁山垅钨矿黄沙矿区10中段和大吉山矿区417中段南组都属于陷落区的底部,现在地压活动就非常的明显。
4.由于不合理开采而引发的地压
由于开采不合理,导致采区局部产生应力集中,进而引起地压活动。从赣南钨矿来看,主要有以下几个方面的不合理开采:第一方面是开采初期的民采;第二方面是20世纪90年代由于钨产品市场低迷而出现的采富丢贫;第三方面是因为在生产管理过于主观所导致的不合理开采,例如施工设计不够合理等等。不规则的工程设计及无序的施工容易导致采区多次应力集中,就会减少井下岩体的承载能力,进而说采区的稳定受到影响,最终导致地压活动产生。
5.因地下水和大爆破等其它原因而引发的地压
随着矿床开采的深度越来越大,大部分钨矿都在区内侵蚀基准面以下进行主要生产作业,这样坑内裂隙水等井下涌水就会有不同程度的增多,加之有的矿山或者矿区的地表已经陷落,使得坑内水的量有所增多。事实证明,矿区地压活动显现多和水有密切关系。同时,爆破的地震引起的效应也会使得周边岩体发生破坏,使得岩体的应力集中加剧,区域的地压激活,促使应力集中的地方以及岩体不稳的区域产生岩移。
二、赣南钨矿山地压的治理
1.对局部的地压活动进行及时处理
局部的地压活动主要是因为构造带、开采不合理以及采空区没有得到及时处理产生的。由于构造带引发的地压活动,要利用及时支护以及加固的方式进行处理,例如当巷道工程穿过构造带时,应及时的利用松木或者是浇筑混凝土对其进行支护。而因开采不合理所引发的地压活动,可利用和矿山的生产实际相结合,对其进行尽快调整。由于采空区没有及时处理所引发的地压活动,要将采空区进行集中充填。
2.对采空区进行及时处理
采空区地压处理是十分重要的工作,对采空区进行及时处理能够控制地压的发生及发展。采空区的处理方式,不管是之前留存的采空区,还是后来新形成的采空区,都应结合总体地压的控制方案进行统一规划和及时处理。一般来说,对于那些空区较小,围岩比较稳固的采空区可选用封闭的方式对其进行处理;而对于那些构造带、岩体稳固性比较差的采空区,应选用崩落采场间夹墙、间柱以及顶底柱的形式进行处理;对于没有处理,或者是处理不到位的比较大型的采空区,可利用废石对其进行充填。
3.对采掘顺序进行合理安排
依据区域地压活动的特点对岩移进行控制,在对新的空区进行开挖时要注意该区域的应力分布状态,避免引起应力高度集中,而造成岩体遭到破坏。在岩体中存在空区以及断裂结构,不稳定岩体向空区移动是无法避免的。不稳定岩体的移动趋势进行认识和掌握,对其因势利导,以避免由于岩移引起的损失。假如在采掘顺序上进行分段安排,不选用从上盘到下盘进行全面推进,就可能导致岩体分段、分期挤压,使得作业区域的安全性得到明显的改善。
4.建立地压监测系统
地压监测是对地压活动了解和掌握的主要途径。因此应建立合理的地压活动的日常监测系统,对地压活动的变化情况进行及时掌握,这是矿区地压管理中不可或缺的工作,同时也是及时的采取针对性措施,避免地压灾害产生重要依据。
三、赣南钨矿山的回采
1.回采的原则
(1)遵循先易后難和优化开采的原则。对于地压活动相对较小的区域要先开采,难度较大的区域要后开采。
(2)遵循边开采和边监测的原则。在开采过程中应对对地压的活动状况随时利用声发射和岩移测量等方式进行监测,并根据监测的结果对开采方案进行及时的调整;特别要雨季的涌水动态及地压活动状态要加强观测,以备不测。
(3)遵循短矿块、低采高和多矿柱的原则。
(4)要尽量全部使用小采,尽量不用带采。
(5)对采空区进行及时治理的原则。对采空区进行充填、崩落等处理,释放高应力区地压,达到有效控制地压的目的。
2.回采过程中的注意事项
(1)回采现场的工人一定要对现场的环境和现场作业都非常的熟悉,并严格按照相关的安全规程进行作业。
(2)在对电爬道掘进以及回采作业的过程中,每天都要对光应力计以及声发射进行监测,对每天的监测结果进行记录。
(3)若发现监测的数据有显著的变化,就应立即停止作业,等分析后在决定是否要继续进行作业。
(4)等采准工作结束之后,进行第一次回采时,要进行爆破测震以及点柱声波测试。
参考文献:
[1]赵奎,中国生.赣南钨矿山地压特征、治理及地压区残矿回采[J].中国钨业,2009,(5).
[2]石求志.赣南钨矿地压活动与控制研究[J].中国钨业,2009,(4).