礦山地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在采空區(qū)治理中的應(yīng)用.pdf

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1、中國(guó)礦山工程2016年12月·8·ChinaMineEngineering第45卷第6期礦山地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在采空區(qū)治理中的應(yīng)用Groundpressuremonitoringsystemapplicationingobtreatment陶國(guó)棟，王昆，張承明(云南錫業(yè)股份有限公司，云南個(gè)舊661000)摘要：隨著云錫卡房礦區(qū)井下高效設(shè)備采礦工藝的推廣應(yīng)用，采空區(qū)形成速度加快，暴露面積增大，空區(qū)穩(wěn)定性問(wèn)題日顯突出。本文介紹云錫卡房礦區(qū)I-9礦群的采空區(qū)地壓管理采用地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)空區(qū)穩(wěn)定情況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，為控制頂板大面積冒落提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：

2、采空區(qū)；Mathew法；在線監(jiān)測(cè)；預(yù)測(cè)Abstract：WiththeapplicationanddisseminationofefficientequipmentsinYunxiKafangminingarea，thegobformedmorefast，andtheexposedareaincreased，SOthegobstabilitybecamemoreandmoreimportant．ThispaperintroducedthegroundpressuremonitoringsystemusedinthegobcontrolofI一9oreclu

3、ster．YunxiKafangminingarea．Thegobstabilitywasanalyzedandpredictedaccordingtothemonitoringdata，whichprovidedthetheoreticalbasisforthecontroloflargearearoofcaving．Keywords：gob；Mathewmethod；on—linemonitoring；prediction1前言云錫卡房礦區(qū)I一9礦群是國(guó)家錫多金屬礦資源綜合利用示范基地建設(shè)之一。該礦群由于地質(zhì)賦存條件和礦巖物理力學(xué)性質(zhì)的特點(diǎn)，采用高效無(wú)

4、軌設(shè)備全面采礦法開(kāi)采，年產(chǎn)礦石量70多萬(wàn)噸，每年形成采空區(qū)30余萬(wàn)立方米，頂板暴露面積約4萬(wàn)ITI，單個(gè)采場(chǎng)頂板最大暴露面積達(dá)3200m，待充空區(qū)134個(gè)，每年廢石回填空區(qū)在19萬(wàn)nl左右，欠充約11萬(wàn)余立方米，由此存在著采空區(qū)局部頂板冒落的隱患，直接威脅到采區(qū)作業(yè)人員的生命安全和正常生產(chǎn)。為此，建立I一9礦群地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確掌握地壓活動(dòng)的變化規(guī)律，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，采取及時(shí)有效措施消除空區(qū)安全威脅，嚴(yán)防采空區(qū)頂板大面積冒落地壓災(zāi)害發(fā)生，為持續(xù)推廣高效安全采礦提供保障。2采空區(qū)穩(wěn)定性現(xiàn)狀在I一9礦群開(kāi)采范圍內(nèi)形成了大規(guī)模的采空區(qū)群，其分布

5、范圍廣、數(shù)量多，但主要集中分布于15線～16剖面線之間，標(biāo)高為1820～1870m之問(wèn)，采空區(qū)高度大多數(shù)為5—7m左右，見(jiàn)圖1所示。就單一采場(chǎng)采空區(qū)而言，由于礦巖穩(wěn)固性都較好，頂板還未出現(xiàn)冒落現(xiàn)象。隨著采區(qū)持續(xù)開(kāi)采，充填欠充等因素，采空區(qū)暴露時(shí)間也持續(xù)增加，地壓活動(dòng)也隨之顯現(xiàn)。目前，采礦現(xiàn)場(chǎng)局部一些礦柱已經(jīng)出現(xiàn)了開(kāi)裂、頂板出現(xiàn)局部離層和異響現(xiàn)象，說(shuō)明該采區(qū)地壓活動(dòng)十分明顯，隨著時(shí)間的推移，采區(qū)地壓活動(dòng)越來(lái)越突出，局部浮第6期陶國(guó)棟等：礦山地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在采空區(qū)治理中的應(yīng)用·9·＼’／＼＼f’／＼，P＼IjI．、’壓硅整滿＼一。，》姒)547f2(一曳1g33

6、．73、．＼，}銣t．＼《f＼＼＼、≤'毒，·＼＼，f，／2r-√＼．_jl一《岡圖l卡房礦區(qū)新山礦段I一9礦群采區(qū)綜合平面圖礦、浮石和頂板冒落現(xiàn)象加劇，采空區(qū)事故隱患將越暴露面村r尺寸(mxm)來(lái)越大，嚴(yán)重影響了采礦作業(yè)正常進(jìn)行。3空區(qū)極限暴露面積的確定亡礦巖的穩(wěn)定程度與暴露面積密切相關(guān)。按I一9糕礦群礦巖物理力學(xué)性質(zhì)，確定采空區(qū)的極限暴露面贈(zèng)積是控制地壓變化的關(guān)鍵技術(shù)。而采空區(qū)極限暴露j面積關(guān)鍵指標(biāo)是采礦場(chǎng)跨度，在工程上采礦場(chǎng)跨度0的確定一般有3種方法，即工程類(lèi)比法、Mathew法和數(shù)值模擬方法。本應(yīng)用是采用國(guó)際通用的Mathew穩(wěn)定性法來(lái)確定采場(chǎng)極限

7、暴露面積，見(jiàn)圖2。Mathew法實(shí)質(zhì)是，利用NGI巖體分級(jí)指標(biāo)Q計(jì)暴露面水力半徑，m0表示暴露面在生產(chǎn)過(guò)程中或充填結(jié)束前沒(méi)有失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生：算巖體穩(wěn)定性指數(shù)Ⅳ，綜合考慮礦山開(kāi)拓和采準(zhǔn)工△表示暴露面有局部失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生：程，初步確定采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)并計(jì)算采場(chǎng)暴露面形狀一表示暴露面有大面積垮塌現(xiàn)象發(fā)生系數(shù)s(或稱(chēng)水力半徑)，將Ⅳ和．s值投影到圖2修圖2修正后Mathews穩(wěn)定性圖改后的穩(wěn)定性圖表上，即可初步判斷采場(chǎng)的總體穩(wěn)A——應(yīng)力系數(shù)(取1)；定性；或者是根據(jù)巖體穩(wěn)定性指數(shù)Ⅳ在穩(wěn)定性圖表曰——巖體缺陷方位修正系數(shù)(取0．7)；上求出總體穩(wěn)定的采場(chǎng)形狀系數(shù)s。C——設(shè)

8、計(jì)采場(chǎng)暴露面方位修正系數(shù)，C=穩(wěn)定性指數(shù)Ⅳ的計(jì)算式為：8一(7co