浅谈金属矿山矿柱回采的安全技术措施

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1、浅谈金属矿山矿柱回采的安全技术措施【摘要】矿产作为一•种不可再生资源，是地球留给我们的宝贵财富,合理开发和利用资源，是当今亟需解决的问题。在矿山过去地下开采过程中，采富弃贫，留下一些贫矿；采用空场法采矿的一些矿山，留下了一些矿柱。因此，及时而有效地冋采矿柱，对充分利用国家资源，延长矿山服务年限，提高矿山经济效益，都具有极为重要的意义。本文即通过实例详细阐述了金属矿山矿柱回采的安全技术措施要点。【关键词】金属矿山；矿柱回采；安全技术；地压；监测一、金属矿山矿柱类型分析（一）根据采矿方法分类纵观三大类采矿方法空场法、崩落法和充填法，空场法所留矿柱最多。全面法

2、和房柱法留下的矿柱包括矿房中的圆形或方形矿柱、矿房（或盘区）间的间柱和顶底柱。圆形矿柱直径一般为3~5m,方形为3〜6mX3〜6m。间柱、顶底柱尺寸5~10m。采用分段或阶段空场法矿柱矿量所占比例是各种采矿方法最高的，一般占采场矿量的45%左右，在厚大矿体中高达50〜60%。如我国的因民铜矿和铜官山铜矿、澳大利亚芒特艾萨铜铅锌前苏联额尔齐斯铅锌矿和图林斯克铜矿等。（-）根据矿柱赋存条件分类有些矿山采用充填，矿柱周围就有了一些充填料（尾砂和废石等）。有些矿山对采空区没有处理，矿柱暴露在空区里面，如狮子山铜矿，该矿山西山矿段形成了长约300m.高达230m.

3、总容积达230多万立方米的特大采空区，并预留了一条长50m左右、宽25〜28叭高150余米的矿柱。二、金属矿山矿柱回采的安全技术要点（―）主要回采方法金属矿山的矿柱回采方法，因各矿山的矿体赋存条件、矿岩稳固性、矿石品位高低和贵重程度、地表是否允许塌陷、矿房采用的冋采方法、矿柱类型和采空区状态等不同,故矿柱的回采方法各异。矿柱回采方法主要有抽柱法、削校法、替换法、房柱法、分段或阶段空场法（含大直径深孔）、分段或阶段崩落法、充填法和VCR法等。（二）安全技术要点1、矿柱回采前两边空区的处理必须要到位在空区处理中为有效填充废石，提高空区的充填率，采用爆破抛掷废

4、石,将废石不能自行滑落或一些“死角”区域用废石填满,为控制地压、矿柱冋采安全提供保障。2、矿柱回采中预留长柱的保护在实施过程屮对长柱边矿石的开采，采用减少炮孔深度及装药量、炮孔加密的光面爆破，同时严格控制长柱的宽度，采用每个回采作业面用超前炮孔预测方式。3、为尽量缩短采场冋采时间，上、下两个区域同时进行冋采作业，加强回采作业的爆破管理；同时严格控制采场放矿，保证作业空间高度在2〜2.5m以内，这样，一可控制回采空间暴露面积，二可采下的矿石有效填充采场空间，控制地压。三、金属矿山矿柱回采的安全监测措施(-)地压监测1、位移监测岩石在外力的作用下产生的弹性变

5、形和塑性变形都是建立在组成岩石的基本质点之间相对位置变化的基础上。弹性性能是以物质质点相互间作用力表现的，应力改变了质点的间距，相应地产生了物体的变形，同时也建立了新的平衡，一旦荷载消失，质点随即产生位移，返回到无应力时的平衡位置上。这种恢复能力是强制性的。塑性是质点在空间格子中受到剪应力而产生位错的结果。晶体的空间格了受到剪应力作用以后产牛变形，当剪应力超过了某一数值后质点就会产生位置交换或者产生李生的晶体形变。质点经过位错后，质点之间仍然保持与位置交换以前相同的作用力，这样晶格组合并未受到多大的损害，而塑性变形却能保持下來。具有流变性的岩石在开挖后，

6、由于卸载，使围岩的径向应力(与开挖面垂直的方向成为径向)降至零，卸载产生的回弹是流变变形的主要方式。2、应力监测应力监测包括•地下工程内部和支衬结构内部的应力、围岩和支衬结构间接触应力的监测。应力监测通常采用应力计或压力盒。压力计或压力盒的种类有：电感式、机械式、压电式、电容式等，在现场监测使用较多的是机械式压力计。由于压力盒在地下空间开挖中埋设困难、來压慢以及灵敏度等方面的原因，近年来钻孔应力计、压力枕等的研究和应用得到发展和应用，如MC型钻孔应力计等。3、声发射监测同体材料在外力的作用下，内部的缺陷或不均质区会发生应力集中，导致微破裂的产生和扩展，同

7、时累积的应变能也随之迅速释放。伴随着应变能的释放而产生的应力波，叫声发射。绝大多数岩体都是非均质的，多存在节理、裂隙等缺陷，所以当其受力破坏时都会产牛声发射。接收由岩体内部发源点传至其界面的声发射，并分析其信号特征的技术，叫岩体声发射技术。岩体结构承受较大载荷时，其声发射率急剧上升，结构一旦破坏，声发射率很快减少。因此，对岩体的声发射进行检测分析,可圈定高应力区，预测预报岩体的稳定性。(-)空区探测系统空区探测系统(CavityMonitoringSystem,简称CMS)是加拿大Optech公司生产的一种基于激光的三维空区探测系统，主要用于井下巷道、爾

8、室及采空区的精密探测，可有效地获得空区的实际边界，从而很容易得到矿柱尺寸和赋存条