解讀金屬礦山地壓控制技術研究現狀與發展趨勢

呂寶昌

（江西漂塘鎢業有限公司，江西 贛州 341515）

隨著科學技術的發展和進步，在金屬礦產生產中出現了很多先進的技術和設備，推動著金屬礦山生產向著規模化、機械化、連續化、智能化的方向發展。同時金屬礦山生產的深度在不斷增加，由此也帶來了越來越明顯的地壓問題，如何更有效的對地壓進行控制成為了金屬礦山生產中的首要話題，相關單位必須要對地壓控制技術進行深入研究，這樣才能為礦山生產提供更多保障。

1 金屬礦山地壓控制技術的主要內容

1.1 巖體的物理性質

巖體是地壓控制技術的主要針對對象，要對巖體在力場中的物理狀態進行分析和了解，從而對其力學屬性進行掌握。另外金屬礦山生產大多在地下進行，地下巖體和地質體是互相連接的，這和地面生產存在著很大不同，除了要掌握巖體的物理性質以外，還要對其崩落性和穩定性進行掌握。

1.2 地壓監測

在金屬礦山地壓控制技術中，對電壓進行監測是非常關鍵的一個環節，有效的地壓監測可以幫助人們掌握地壓的變化規律[1]。地壓監測共有礦山支護和填充的狀態、圍巖的變化等內容，針對不同內容設置了相應的監測方式，在實際的地壓監測活動中，可以針對不同需求對相應的技術進行選擇，以此達到最好的監測效果。

1.3 地壓變化

對地壓變化進行研究需要以金屬礦山的巖體力學實驗、通過地壓監測獲得數據以及相關歷史數據為基礎，通過對地壓變化的掌握可以判斷出巖體目前的應力狀態及其受力的變化狀態，從而為塌落、下陷問題的預防提供參考。

1.4 巖體崩落

在金屬礦山生產中，礦體和圍巖都是需要操作的內容，因此對巖體崩落進行分析時要全面考慮圍巖以及礦體的崩落規律。其中圍巖的崩落規律研究主要針對已開采區，礦體的崩落規律研究主要針對的是地壓采礦。

1.5 支護施工

隨著金屬礦山生產的不斷發展，淺源礦目前已經越來越少，當前更多的是深層采礦。開采深度越大，難度也會隨之提升，對地壓控制技術的要求也越來越高。比如應力提升、滲水概率的增加、以及溫度的升高等都需要相應的地壓控制技術進行處理。尤其隨著開采深度的增加，巖體的崩落概率也會提升，必須對巖體進行充分支護，這樣才能保證金屬礦產生產的安全性。

2 金屬礦山地壓控制技術研究現狀

2.1 監測技術現狀

為了保障金屬礦山生產的安全性，我國很多的金屬礦山生產都對安全監測體系進行了應用，為礦山生產的準備階段、施工階段以及后期的運營管理階段的順利進行提供了充分保障。在完善的金屬礦山生產監測體系中，應同時具備監測和預警兩個板塊，通過這兩個板塊中的檢測網點、檢測手段和技術、先進的監測設備對金屬礦山進行長期監測，整理監測數據并將其和過往數據進行對比，從而掌握巖體的變化規律。同時配合預警板塊，及時報告危險信息，保障礦山生產的順利進行和相關人員的安全。

2.2 支護加固現狀

在我國的金屬礦山生產中，主要對巷道和開采場地的圍巖進行支護加固，共有對巖石的內部進行加固以及對圍巖外部進行支護兩種類型。巖石在開挖之后其自身的承載能力會受到影響，因此從巖石的內部進行加固，可將其承載能力控制在標準范圍之內，同時也有助于減輕圍巖支護的難度[2]。在圍巖的支護施工中，共有錨固和灌漿兩種方式，其中錨固支護有金屬拱架、木垛等，灌漿支護有噴射混凝土、液壓等。隨著金屬礦山生產的不斷發展，開采深度必將進一步增加，支護加固的難度也必將提高，因此這也對未來的金屬礦山支護提出了更高要求，為了保障礦山生產的安全性，未來支護加固技術必將得到進一步發展。

2.3 地壓控制現狀

監測預警以及制定控制措施是金屬礦山地壓控制中的兩個主要內容，可從以下三個方面對其進行分析：

首先是主動監測礦山信息，重點內容有開采方式、巖體結構、已開采區的處里等。在金屬礦山的深度開采過程中，通過主動監測獲取的數據可保證深度開采的順利進行。通過主動監測可以可以預測巖體的變化趨勢，某些可能引發礦山生產安全事故的地壓隱患可因此被發現并得到合理解決。我國已開采的金屬礦山以鎢礦和錳礦為主，因此為金屬礦山地壓控制提供了大量的參考數據，同時在其他種類的金屬礦山生產中也同樣設置了完善的監測系統，為我國金屬礦山生產的順利進行提供了極其充分的保障。

其次是金屬礦山的保護，這一點針對的主要是金屬礦山生產過程中容易發生礦山安全事故的部分，以磷礦山為例，其在開采過程中容易出現下陷以及滑坡事故，因此必須對易下陷區和易滑坡區進行加固處理。對易發生事故去進行加固，主要采用的方式有防滑樁、錨桿支護以及灌漿加固等，同時也可以使用力傳導手段將易發生事故區域的荷載轉移向別處，配合開挖排水溝渠便可起到非常明顯的加固效果。另外在某些金屬礦山中還存在容易崩落的堅硬頂板，但無法預知其具體的崩落時間，此時可向頂板中注水，這樣頂板在遇水軟化之后即可提前崩落，以免成為后續生產過程中的安全隱患[4]。

最后是對開采區的結構進行改變，例如已開采完畢，但未經過合理處理的區域以及私自開采之后留下的安全隱患，針對這些結構進行處理可在開采過程中設置天然礦柱，或者利用人工預留柱對其進行加固和填充，以免導致在開采過程中出現安全事故[3]。另外也可以使用邊開采邊填充的方式改變這些區域的地質構造，可以通過設置人工礦、地表灌漿等方式令事故隱患區更加穩定，達到降低安全事故發生率的目的[5]。改變開采區地質結構的依據是礦體狀態、殘余礦體的水平構造、應力情況等，另外也要綜合考慮礦山巖體的特征、隱患區域的具體分布情況，全面考慮這些因素之后就可以制定最合理的處理方案，從而有效提升該區域的安全性。另外對安全隱患區進行填充的過程中要注意，不需要將全部區域都填滿，只需要將其承載能力提升到標準以上即可。

3 金屬礦山地壓控制技術發展趨勢

對我國的金屬礦山地壓控制技術而言，以下幾個方面將是未來的主要發展趨勢：第一是礦山地質和礦山結構的分析、新的開采技術的應用、礦山生產的安全保障等，除了這幾項技術的單獨發展，互相之間的配合也非常重要。第二是對同類金屬礦床的巖體物理學特征進行分析，以及在相應開采方式基礎上對地壓信息進行反饋，同時對礦床交叉處的巖體力學特征進行研究，創新研究方式、途徑，確定未來的發展方向，建立完善的地壓控制體系。第三是對地壓監測體系進行完善，結合信息技術開發更智能的地壓監測手段。完善的地壓監測體系應包括主動監測和被動監測，同時不同的監測手段還應具備特定的監測技術，通過對信息技術的深度應用，對地壓數據的處理和分析能力進行強化，從而對地壓的變化規律進行充分掌握。還應對監測體系中預警技術進行完善，做到及時預報礦山生產中的崩落、塌陷的危險信號。第四是對地壓控制技術的數值分析方式進行創新，對金屬礦山地下控制技術進行研究時，數值的準確性非常重要，創新數值分析方式可令數值的準確性得到極大提升，從而獲得最可靠的數據參考。

4 結束語

綜上所述，金屬礦山生產是我國經濟建設過程中不可缺少的一項重要內容，但隨著金屬礦山生產深度的不斷增加，地壓帶來的問題也越來越多，因此必須使用更有效的低壓控制技術才能有效保障礦山生產的順利進行。相關人員對此要進行不斷探索，從而促進我國礦山生產的進一步發展。