赣南钨矿山地压问题分析及应对措施①_赵康.pdf

赣南钨矿山地压问题分析及应对措施 ① 赵 康１，２，３，４， 周科平３， 涂序保５， 赵 奎１， 曾 强６ （１．江西理工大学 建筑与测绘工程学院，江西 赣州 ３４１０００； ２．赣州有色冶金研究所，江西 赣州 ３４１０００； ３．中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙 ４１００８３； ４．江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室，江西 赣州 ３４１０００； ５．江西钨业集团有限公司，江西 南昌 ３３００９６； ６．江西大吉山钨业有限公 司，江西 全南 ３４１８０１） 摘 要 在对赣南具有代表性的钨矿山开采现状进行调查研究的基础上，分析了目前赣南钨矿山存在的主要问题。 根据赣南钨矿 山地质条件、赋存环境等实际情况，结合残矿回收、采空区体积增大、深部开采、构造带和富水环境等诱因，从采空区处理、开采规划 设计、监测手段与支护、矿区水排输等方面，有针对性地提出了应对措施。 该研究成果可对赣南钨矿山地压控制及安全生产提供理 论指导。 关键词 赣南； 钨矿山； 地压； 采空区； 围岩稳定性； 应对措施 中图分类号 ＴＤ３２５文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１８．０３．００１ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１８）０３－０００１－０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｇｒｏｕｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｍｉｎｅ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｊｉａｎｇｘｉ ＺＨＡＯ Ｋａｎｇ１，２，３，４， ＺＨＯＵ Ｋｅ⁃ｐｉｎｇ３， ＴＵ Ｘｕ⁃ｂａｏ５， ＺＨＡＯ Ｋｕｉ１， ＺＥＮＧ Ｑｉａｎｇ６ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ＆ Ｍａｐｐｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇａｎｚｈｏｕ ３４１０００， Ｊｉａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ； ２．Ｇａｎｚｈｏｕ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｇａｎｚｈｏｕ ３４１０００， Ｊｉａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３，Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ４．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｄｉｓａｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ， Ｇａｎｚｈｏｕ ３４１０００， Ｊｉａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ； ５．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００９６， Ｊｉａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ； ６．Ｊｉａｎｇｘｉ Ｄａｊｉｓｈａｎ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｑｕａｎｎａｎ ３４１８０１， Ｊｉａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｍｉｎｅｓ ｉｎ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｊｉａｎｇｘｉ， ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｍｉｎｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｍｉｎｅｓ ｉｎ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｊｉａｎｇｘｉ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｒｅｍｎａｎｔ， ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｇｏａｆ ｖｏｌｕｍｅ， ｄｅｅｐ ｍｉｎｉｎｇ， ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｚｏｎｅ ａｎｄ ｒａｉｎｙ ｗｅａｔｈｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎ， ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔ ｏｆ ｇｏａｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ｍｉｎｉｎｇ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅａｎｓ， ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｗａｔｅｒ ｄｒａｉｎａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｇｒｏｕｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｓａｆｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｍｉｎｅｓ ｉｎ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｊｉａｎｇｘｉ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｊｉａｎｇｘｉ； ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｍｉｎｅ； ｇｒｏｕｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ； ｇｏａｆ； ｒｏｃｋ ｍａｓｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ； ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅ 钨是重要的工业原料，在冶金机械、石油化工、航 空航天和国防工程等诸多领域中有着极其重要的用 途，被列为重要的战略金属［１－２］。 我国钨资源储量居 世界首位，江西省的钨矿储量居全国第二位［３］。 赣南 地区是我国乃至世界非常重要的黑钨矿产地，现有的 ９ 个国有大中型钨矿山和大量中小型地方及民营钨矿 山［１］，均有几十年的开采经历，有的甚至有近百年的 开采历史，随着开采深度不断增加、采空区体积增大， 许多钨矿山都面临一些亟待解决的开采问题，如矿山 地压显现问题越来越突出［４］、残矿回收、地下水及破 碎带、地表塌陷破坏矿山生态环境和建筑物损坏 等［５－７］。 这些问题的存在，给钨矿山的安全、经济、绿 色、高效开采带来难题。 本文通过对赣南几个具有代 表性的大型钨矿山现场调查，对目前钨矿山普遍存在 的开采问题进行了深入分析和研究，并提出了相应的 应对措施。 ①收稿日期 ２０１７－１１－２８ 基金项目 国家自然科学基金（５１７６４０１３）；江西省科技厅科技支持计划项目（２０１６１ＢＢＧ７００７５，２０１４３ＡＣＧ７００１０）；江西省教育厅科技重点研 究项目（ＧＪＪ１６０５９２）；江西省博士后科研择优资助项目（２０１６ＫＹ１６）。 作者简介 赵 康（１９８０－），男，河南周口人，博士（后），副教授，主要从事工程岩体监测及稳定性、岩土工程数值模拟教学与研究工作。 第 ３８ 卷第 ３ 期 ２０１８ 年 ０６ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３８ №３ Ｊｕｎｅ ２０１８ ChaoXing １ 赣南钨矿山开采现状 目前赣南钨矿山开采包含以下 ４ 个特点 １） 采空区体积进一步增大。 赣南原国有大型钨 矿山有 ９ 座，分别为大吉山、盘古山、荡坪、岿美山、下 垅、西华山、铁山垅、漂塘和画眉坳［８］，这些国有大型 钨矿山虽经改制，但目前仍然是江西省乃至全国钨矿 资源的主要生产矿山，对我国钨矿产量起着举足轻重 的作用。 这些矿山大多数建成投产于 ２０ 世纪 ５０～６０ 年代，距今开采近 ７０ 年，更有甚者如大吉山钨矿开采 近百年，长期的大量生产导致钨矿山普遍存在矿产资 源不足，为了充分回收矿产资源及延长矿山生命周期， 很多钨矿山开始对原生矿柱（顶柱、底柱、间柱等）及 残矿（边角矿及先期积压矿）进行回收，如大吉山钨矿 在 ２０１６ 年原生矿柱及残矿出矿量有 ５０ 多万吨，后期 将进行大规模的原生矿柱及残矿回收工作，初步估计 仅原生矿柱的脉石体积约 ２６ ０００ ｍ３，这样就导致原有 采空区体积进一步增大，支撑先前围岩稳定的结构缺 失，采空区围岩二次平衡再次遭破坏，导致地压活动 频繁。 ２） 开采区域进入深部。 为了寻求更多的钨矿资 源，很多矿山开采范围继续往深部延伸，早期赣南钨矿 采矿活动基本上均在当地基准侵蚀面之上，同时该区 构造应力影响不大，所以地压活动主要以自重应力场 为主［９］，随着多年开采，很多钨矿山进入深部区域，采 空区地压受重力场和构造应力的影响越发明显。 ３） 地下涌水量增大。 由于赣南地区属于亚热带 气候区，潮湿多雨，平均年降雨日 １６７ ｄ，平均年降雨量 １ ９１４．７ ｍｍ，最大降雨量 ２ ８９２．５ ｍｍ；赣南钨矿山多属 寒武系浅变质砂岩夹板岩含弱⁃中等脉状构造裂隙水， 泥盆系变质砂、粗砂岩、砾岩含弱构造裂隙水，第四系 松散层含弱孔隙水；加之赣南钨矿山开采多在侵蚀基 准面以下，坑道内裂隙水等井下涌水均有增大。 如荡 坪宝山铅锌矿区，２０１５ 年曾测定 ４１０ 中段矿体附近围 岩涌水量为 ４０ ｍ３／ ｈ，调车场为 ４５ ｍ３／ ｈ。 该矿体所处 位置的地表没有水库及河流等水源，井下涌水主要来 自于围岩所含裂隙水。 采空区内水量的增多，对围岩 稳定及地压活动均有明显影响。 ４） 断层构造较发育、裂隙增多。 赣南钨矿矿床属 高温热液裂隙充填黑钨⁃石英脉状矿床［１０］。 钨矿体成 矿前后的断层构造较发育，尤其是矿区上部断层偏多 且较发育，随着深度增加，断层减少，构造多具有随矿 体延伸而收敛尖灭的特点。 岩层节理、裂隙多数较发 育，很多矿山深部区域岩体应力增大，微裂隙增多，围 岩稳定性差。 ２ 赣南钨矿山开采存在问题分析 赣南钨矿山上述 ４ 种开采现状，最终导致的结果 就是矿山的地压活动频繁、岩爆现象时有发生。 这给 矿山的工作人员生命和设备安全造成很大的隐患，打 乱矿山正常的生产计划，甚至给矿区地表环境带来地 质灾害。 针对目前的开采现状，对由此产生的问题进 行深入分析，可为解决问题提供有效途径。 下面就赣 南钨矿山开采存在的问题进行深入剖析。 ２．１ 采空区体积增大导致地压灾害频发 金属矿山采空区的首要危害是地压灾害［１１］。 赣 南钨矿山采矿方法以留矿法和分段或阶段矿房法为 主，均属于空场法类。 随着近 ７０ 年的开采，其采空区 范围较大，没有及时对采空区进行处理或者处理不当 或处理不够彻底，导致采空区体积逐年增大，至 ２０１６ 年底，一些矿山空区体积已达 ５００ ｍ３以上。 地下矿体 在未实施开采之前处于三维应力的稳定状态，实施开 采之后，若不对采空区围岩采取必要的支护处理措施， 围岩在二维应力状况环境下，其稳定性受到一定影响， 如果围岩强度及周边环境无法有效克服应力状态改变 而形成的应力集中，采空区围岩就无法达到二次应力 平衡，必然会导致围岩移动，围岩为了达到新的能量平 衡点，往往在围岩受构造切割区域或松软区域形成应 力释放，进而产生规模性岩移地压活动。 另一个采空区体积增大的原因是随着矿产资源枯 竭，很多钨矿山开始对原生矿柱（顶柱、底柱、间柱等） 及残矿（边角矿及先期积压矿）进行回收，进而不断扩 大采空区体积。 在采用留矿法和分段或阶段矿房法开 采时，留设大量的原生矿柱作为采场结构的一部分，以 此来维护采场因矿石开采由三维应力状态向二维应力 状态转变过程中的力学环境的稳定平衡。 原生矿柱在 维护采空区围岩稳定方面起了重要作用，但矿山为了 维持生产规模和延长矿山开采年限，对先前留设的原 生矿柱进行大量回收，尤其是对关键支撑部位的原生 矿柱过量回收，导致采空区体积不断扩大，再次破坏了 先前采空区二次应力平衡环境，造成邻近围岩应力集 中而破坏失稳，加剧了地压活动的发生与发展。 边角 矿所处位置虽然不及顶柱、底柱和间柱在采场空间结 构中的位置重要，但其回收一是导致采空区体积增大， 二是改变先前的应力平衡环境，产生应力集中、易引发 恶性连锁反应，导致周边围岩变形失稳。 ２．２ 深部应力环境诱发地压 赣南钨矿山大都经历了 ７０ 年左右的开采，截至 ２０１６ 年底，很多矿山开采深度在 ５００～８００ ｍ，逐渐步 入深部开采区域，根据赣南地质构造特点，早期的矿山 ２矿 冶 工 程第 ３８ 卷 ChaoXing 开采大多在基准侵蚀面以上，构造应力造成的影响不 显著，地压活动主要由自重应力场引起。 随着开采进 入深部，构造应力的影响相对较为明显，也更为复杂， 导致地压现象频繁发生，且表现形式多样。 在围岩坚硬、完整性好的区域，开采活动实施之 后，开采集中应力聚集并转移，易在围岩节理相对发育 的区域发生掉块，随着岩体内能量积累到一定程度会 发生迸射、岩爆现象。 赣南地质构造特点导致此区域 的围岩多属硬岩，图 １ 是 ２０１６ 年在大吉山钨矿现场钻 取岩芯，开展室内抗压强度试验得到的应力⁃加载时间 关系曲线。 从图 １ 可知，大吉山钨矿矿岩强度高，达到 了 １８０ ＭＰａ，岩芯表现出一次性彻底脆性破坏，弹性能 量瞬间释放，应力曲线呈现断崖式直线下降，且一降到 底，矿岩承载外载荷能力几乎为 ０，表明该围岩岩爆倾 向严重，矿岩破碎较彻底。 很多钨矿山，采空区暴露后 围岩表面易脱落、片帮，巷道围岩严重变形、开裂。 时间/s 180 150 120 90 60 30 0 500100150200250 应力/MPa 图 １ 岩芯应力⁃加载时间关系曲线 ２．３ 富水环境下围岩易失稳 据资料分析，在雨水较丰富的时节，赣南一些用中 深孔落矿且围岩强度小的钨矿山地压活动明显加剧， 这表明地压活动的发展及发生与水的作用关系密 切［１０，１２］。 其主要原因① 对岩石软化作用，降低了岩 石黏聚力和内摩擦角，致使岩石抗外载荷能力降低； ② 对具有断裂结构的岩体，水的作用使结构面间的摩 擦阻力降低，易发生坍塌和岩体滑移；③ 侵蚀地下工 程构件，使支撑构件的强度降低，如对支护木材的腐 烂、对混凝土的分解侵蚀、对金属材料的氧化锈蚀等。 赣南潮湿多雨的气候、寒武系浅变质砂岩夹板岩含弱⁃ 中等脉状构造裂隙水、第四系松散层含弱孔隙水及侵 蚀基准面以下坑道内裂隙水等都是造成赣南钨矿山地 下开采富水环境的原因。 ２．４ 构造发育引发地压 地质构造是引发地压显现的一种重要因素。 赣南 钨矿山矿脉带常伴生有构造破碎带，具有脉带宽、品位 高的区域构造也较发育的特点［１０］。 如盘古山钨矿、下 垄钨矿樟斗矿区、大吉山钨矿等在 ２０ 世纪 ６０ 年代发 生的严重地压活动，均是受地质结构面（断层、破碎带 等）控制所致。 结构面使采矿开采活动产生的应力转 移，易引起围岩局部区域应力集中，导致围岩受载荷集 中力较大而破坏其稳定性。 实践表明，断层带、构造面 是地压活动频发区，是地压能量释放的突破口，它们一 方面可以阻碍围岩破坏范围进一步扩大，同时对围岩 移动的发生起到促进作用。 这种地压活动具有突发 性、区域性、危害强的特点。 ３ 应对措施 通过对赣南钨矿山开采现状及存在的问题进行深 入分析，目前赣南钨矿山存在的主要问题归结为地压 活动越来越频繁。 本文通过对具有代表性钨矿山的现 场调研和研究，同时借鉴矿山地压处理的经验，对赣南 钨矿山存在的问题提出了建议和措施。 ３．１ 采空区处理 采空区是导致岩体由先前的三维应力平衡状态变 成二维应力状态的最直接原因，所以控制矿山地压发 生的最主要措施就是对采空区进行处理。 ３．１．１ 同一中段采空区处理 因矿山地下开采活动具有一定的周期性，一般为 非永久性工程，所以矿山采空区处理及地压控制的目 的是为了保证采矿活动期间不受安全影响。 采空区的 处理既要有宏观的整体规划，又要有局部的细观设计。 此部分主要讨论分析同一中段采空区处理的方法和 原则。 采空区处理主要是为了使采矿活动产生的集中应 力得到有效缓解或转移，改善围岩的应力分布状态，有 效控制地压活动发生。 目前采空区的处理方法有封闭 法、崩落法和充填法［１２］。 采取何种处理方法应根据采 空区围岩变形破坏特点因势利导，有时同一中段需要 采取多种处理方法才能达到最佳的效果。 当采空区围 岩稳定性较差时，易采取崩落采场顶底柱、间柱等方式 处理采空区；在采空区体积较小、围岩稳固且处于边角 区域时可采取封闭的方式处理；对未处理或处理不到 位且体积较大的采空区，常用充填法，采取尾砂胶结充 填、废石充填等。 废石、尾砂充填法可减少固体废渣，实现矿山生产 无尾化，减少对空气、水源、土壤等造成的污染，节能环 保，符合当前绿色矿山的发展理念，因此越来越受到重 视［１３－１４］。 对于重要采场及围岩稳定性较差区域，充填 系数要达到 ０．７，一般采空区充填率应达到 ０．４。 在实 施过程中，既要考虑有效控制地压活动，又要使矿山经 济效益最优，尤其是尾砂或废石胶结充填时，更应考虑 ３第 ３ 期赵 康等 赣南钨矿山地压问题分析及应对措施 ChaoXing 经济成本。 残矿回收时应以有效控制矿山地压为原 则，对永久保安矿柱和间柱严禁回收，必要时可采取人 工矿柱代替原生矿柱。 采空区处理的目的是防止大规 模地压显现，不是仅仅预防某个采空区不冒落。 ３．１．２ 不同中段采空区处理 赣南很多钨矿山早期的开采主要是民采，乱采导 致上部采空区没有一定的规律性，对采空区围岩并未 采取有效支护措施。 随着赣南钨矿山开采年限的增 长，开采深度越来越深，上部中段一些老采空区重新建 立充填系统困难，在一些难以充填或地压活动严重的 矿山，在受地压活动影响的上部中段和下部新的中段 之间设置一定厚度的充填中间隔层，为了更好地控制 地压活动，经过深入研究，提出了采空区体积均衡隔离 层法［１５］。 该方法一方面可有效防止上部中段采空区 因采矿活动形成的应力集中对下部新中段造成危害， 另一方面可减少上部中段的泥水渗入下部中段对围岩 的稳定和生产造成影响。 采空区体积均衡隔离层法的 主要原则是将矿山采空区统一规划、整体考虑，充填层 的位置选在上部采空区和下部采空区体积均分的中 段，这样控制围岩移动的效果最佳。 ３．２ 整体布局、合理规划 矿山开采实施过程是一个动态的过程，不同中段 的开采顺序和同一中段不同区域的开采对周边围岩都 会反映出不同加载路径和加载历史，其应力分布状态、 应变变化过程和程度也不同，所以不同的开采方案和 开采顺序，地压活动也不同。 掌握不稳定围岩的变形 规律和移动趋势，因势利导，避免地压危害。 因此，在 矿山开采设计时，应宏观把握、整体布局、合理规划，对 开采方案、开采顺序、采场结构等进行综合考虑，对矿 山开采全过程应力场、位移场的变化规律和趋势进行 整体分析，动态掌握矿山地压活动规律，及时采取必要 的安全措施。 ３．３ 采取科学监测手段及支护措施 地压孕育和显现过程是动态的，其不仅受地质条 件影响，同时也受采矿方法和开采过程影响，随着采空 区体积和形态的不断变化，矿山地压能量聚集程度时 刻变化，只有采取实时监测手段才能有效掌握实际的 地压显现规律，才能正确把握地压显现特征及其发展 变化趋势。 为地压控制及后续的开采规划提供参考依 据，如回采顺序、巷道支护形式及其参数等。 随着科技 进步，高科技的地压监测仪器和手段不断涌现，如声发 射技术、矿震监测技术等，对一些应力集中、变形严重 的局部围岩，应采取实时监测、及时处理、重点支护的 措施，预防矿山地压发生。 构造带是引起局部地压显现的诱因，如一些重要 巷道穿过构造带、采空区围岩局部有构造带或采空区 未及时有效处理都会导致岩爆发生。 可采取喷锚网、 长锚索、混凝土砌碹、松木支架等方法支护，如果围岩 较破碎且裂隙水较多时，需打破常规的支护方式，采用 新技术和新方法，包括新的散体成孔技术，采用整体加 固的手段，才能从根本上对破碎岩体进行加固，使之达 到长期稳定、可靠服务的目的。 如锚注加固技术针对 围岩风化破碎、呈松散状态、裂隙发育且含有大量裂隙 水情况下支护效果较好。 ３．４ 加强矿区内水的排输工作 由于赣南地区的气候条件，导致其地表水比较丰 富，所以在矿区地表设置截流防渗工程，及时将雨水引 导出矿区，尽量减少其渗流到井下。 对地表沉降区及 低洼地带，易形成雨水汇集，可在周边开设排水沟及布 设相关排输设备。 在井下各中段设置排水沟，及时将 水排出井外，在围岩破碎、裂隙水较多的区域，必要时 可采取注浆堵漏措施，避免水向下部中段渗流。 为避 免因富水环境对围岩稳定性造成不利影响提供良好 条件。 ４ 结 语 通过对赣南钨矿山的开采现状进行调查和分析， 对目前矿山普遍存在的地压问题进行了深入剖析，并 有针对性地提出了应对措施。 １） 针对矿山采空区的处理要统一规划、整体考 虑，对同一中段采空区处理时，应根据采空区围岩变形 破坏特点因势利导，选取封闭法、崩落法和充填法，或 综合采取多种处理方法以达到最佳效果；对不同中段 采空区处理时，采取采空区体积均衡隔离层法对某中 段采空区进行充填处理可达到矿山整体控制空区稳定 效果最优。 ２） 矿山开采实施过程是一个动态的过程，不同的 开采方案和开采顺序，导致不同地压活动特征。 在矿 山开采设计时，应宏观把握、整体布局、合理规划，对开 采方案、开采顺序、采场结构等进行综合考虑，动态掌 握矿山地压活动规律，及时采取必要安全措施。 ３） 利用先进科学的实时监测手段和技术，有效掌 握实际的地压显现规律，为地压控制及后续的开采设 计提供参考依据。 对一些重要巷道穿过构造带、采空 区围岩局部有构造带或采空区未及时有效处理且有矿 山地压显现的区域，应采取实时监测、及时处理、重点 支护的措施，预防地压发生。 ４） 由于赣南地区地表雨水丰富，地下寒武系浅变 质砂岩夹板岩含弱⁃中等脉状构造裂隙水、第四系松散 （下转第 １０ 页） ４矿 冶 工 程第 ３８ 卷 ChaoXing ２） 液态 ＣＯ２相变技术破岩振动能量主要分布于 ０～１００ Ｈｚ 频带范围，其能量分布主频为 ０～２０ Ｈｚ；随 着距离增加，液态 ＣＯ２相变破岩振动信号的能量存在 由低频带向高频带靠近的趋势。 ３） 一定距离条件下液态 ＣＯ２相变技术破岩振动 信号的垂直方向、水平径向、水平切向能量占信号总能 量的比值分别为 ８４．６１％、６８．７３％和 ７５．４８％，且随着距 离增加有逐渐降低并趋于一致的趋势。 ４） 建议在综合能量峰值、能量分布比例的特征基 础上，增加考虑作用持续时间以分析振动安全。 建议 在运用液态 ＣＯ２相变技术破岩时采取微差起爆方法， 在保证破岩效果的前提下，适当延长激发各 ＣＯ２致裂 管的时间间隔以降低能量峰值，进一步提高其安全性。 参考文献 ［１］ Ｋｒｉｓｔｉｎａ Ｐ， Ｊｏｈｎ Ｍ Ｓ， Ｆａｒｒｕｋｈ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｃａｒｄｏｘ ｓｙｓｔｅｍ ｂｒｉｎｇｓ ｂｅｎｅ⁃ ｆｉｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｃｏａｌ ＡＮＯＮ， Ｃｏａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， ２４３（１）， １９９５， ｐｐ ２７－２８［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｍｉｎｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｇｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ， １９９５，３２（５）Ａ２３１． ［２］ Ｓｉｎｇｈ Ｓ Ｐ． Ｎｏｎ⁃ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＰＣＦ ｃｏｎｃｅｐｔ ｆｏｒ ｕｎｄｅｒ⁃ ｇｒｏｕｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ ＆ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｓｐａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， １９９８，１３（３）３０５－３１１． ［３］ 周西华，门金龙，宋东平，等． 液态 ＣＯ２爆破煤层增透最优钻孔参 数研究［Ｊ］． 岩石力学与工程学报， ２０１６，３５（３）５２４－５２９． ［４］ 张 悦，张民波，朱天玲，等． 低透气性煤层 ＣＯ２增透预裂技术应 用［Ｊ］． 科技导报， ２０１３，３１（２３）３６－３９． ［５］ 董庆祥，王兆丰，韩亚北，等． 液态 ＣＯ２相变致裂的 ＴＮＴ 当量研 究［Ｊ］． 中国安全科学学报， ２０１４，２４（１１）８４－８８． ［６］ 刘 滨，陈 冠，李 易，等． 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