深井大规模矿床开采岩爆控制策略研究

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1、深井大规模矿床开采岩爆控制策略研宄马立飞王武明安徽江南爆破工程有限公司安徽242300岩爆是深井矿山开采过程中常见的一种地质灾害。岩爆的发生不仅威胁到井下人员、设备和材料的安全，还会破坏地下采场结构，制约着矿床的正常生产。因此，加强深井矿产开采过程中岩爆的研究，对于我国矿产生产往更深层的开釆有着重要意义。【关键词】深井；大规模矿床；岩爆；控制策略近几年以来我国经济高速发展，对能源与矿产资源的需求不断增加，矿山开釆在深度与广度上不断的增加与扩张，由此而来的矿山深部开采带来了岩爆等一系列地质火害问题。从国内矿山的开采情况来看，矿山的开采深度基木保持在1000m,大部

2、分矿山都处在岩爆发生的平静期，而只有少数的矿山进入了岩爆发生的过渡期，随着一批大规模矿床的设计开采，可以预见在未来的十年内，我国矿山的开釆深度将步入1500—2000m，即将面临高应力诱发的岩爆问题。频发的岩爆火害将直接制约着矿山的牛.产规模，如果不采取与高应力环境相适应的采矿工艺与技术，势必遭受较大的地压灾害，严重阻碍矿山的正常生产，并且带来采矿成木的升高，有时甚至导致局部工作面以及整个矿山的关闭。如何应对深井高应力作用下岩爆发生的灾害，确保矿山千万吨/年的生产规模，将是采矿工作的重点，因此制定系统的高应力区采矿战略，对深井大规模矿山的安全开采将尤为重要。一、

3、工作程序的制定对于深埋大规模硬岩矿床开釆，工作程序主要分为两个阶段：（一）设计阶段的工作程序设计阶段主要以矿床开采技术条件为基础，主要毡括矿体赋存形态、开采深度及原岩应力、围岩性质、地质构造等，从井下采矿工程的布置，采矿方法选择及开采顺序的制定，整体支护方式的设计等方面入手，按照设计原则开展工作。合理的工程布置、冋采顺序及采矿方法等虽然不能完全消除潜在岩爆的发生，但在一定程度上能够减少高应力作用诱发岩爆灾害的次数，降低矿山开采的风险。另外在设计中根据采矿冋采范围需要采用先进的微震监测系统，以实现未来生产中井下冋采活动引起的采区应力场变化规律的实吋监测。(二)生产

4、阶段的工作程序即矿山日常微震风险管理计划制定，通过建立实时监测系统，进行调查、分析和识别即将发生的岩爆危险，以及开展井下作业人员特定工作环境下技能的专项培训工作，尽力控制井下人员的作业活动，使其熟知工作环境，并远离岩爆发生地及吋间段。二、设计阶段的工作程序设计阶段，主要以矿床开采技术条件为基础，井下工程布置，采矿方法及开采顺序选择，支护方式等要遵守设计原则，尽量减少岩爆灾害发生的次数，降低矿山开采的风险和损失，其具体内容如下所示。(1)井下采矿工程应采用有序的长壁式开采几何布置策略，使采场的长轴与原岩最大主应力平行，或成小角度相交；井筒布置在矿体的底盘，井筒或巷

5、道等工程应避免与岩墙、断层、地层层位或地质单位等地质结构相交。(2)采矿方法选择应遵循高强度、少灾害的原则，并便于调整；为了避免高应力集中引起的矿柱岩爆或难以冋收问题，应尽量采用不留矿柱的连续采矿方法；应采用高强度冋采，即快采、快出，并及吋充填采场空区；人员不进入或少进入采场。若采用非充填采矿方式，由于开采深度及应力的增加，使岩爆发生的频率急剧增大，对生产造成很大影响，应及吋调整转换为充填的采矿方式，并针对应力的变化情况，及吋调整采场的结构参数。(3)矿床存在大断层结构的条件下，开采应背向断层方向推进；对倾斜层状矿体，开采应从底部开始，然后向上和两边，确定合理的

6、采矿工作线角度，形成一个金字塔形状，以避免形成矿柱；沿矿床走向开采应从中间向两翼推进，生产活动区域内要避免形成局部的矿柱；盘区内采场采用间隔冋采时，应避免二步骤冋采时矿柱出现拉应力。(1)支护方式应以承受岩爆等灾害产生的动载荷设计，使支护系统具有一定的塑性，以承受岩爆发生时工程围岩体产生的大变形；并且支护形式应根据实际效果进行及时调整。(2)由于爆破后生产活动区域内地震事件发生频率的增加，极易造成作业人员伤害事故，要求生产爆破应尽可能在交接班时进行，并限制附近作业人员数量，降低作业人员在危险空间的暴露。三、矿山日常风险管理计划初步制定(一)现场情况调查分析以井下

7、发生的破坏岩爆为对象，进行现场的调査分析与数据记录，研究岩爆发生的机制和采矿活动的关系，建立破坏事件的数据库，为下一步监测分析奠定基础，其主要工作内容如下所示。(1)事件震级大小、位置(2)产生破坏位置的地质情况，主要包括：①岩体类型②主应力大小③地质构造情况等，以及与发生地震事件的距离。(3)破坏表现形式，主要包括：①恭道或硐室等帮壁临空面岩体弹射、抛掷，顶板破裂或塌落等，②破坏影响范围，垮落岩石的最大块度，以及垮落岩石量的估测，③顶板支护形式的破坏等。(4)岩体产生的噪音，爆裂声、隆隆声、噼啪声、突然巨响及其他等。(5)震动影响，井下、地面的震动情况。(6)

8、发生的前兆或历史事件。依