關于復雜情況下采礦穩定性的探究

谷欣博 張浩 皇甫杰

摘 要：近年來，環境及資源的問題受到廣泛關注。我國想要進一步實現小康社會，就需要科學合理的開發資源，實現可持續發展的戰略目標。由于礦物資源所處的地質條件各異，地應力條件越發復雜，導致較多礦山之中出現不穩定的情況。一旦采礦穩定性無法得到保證，那么開采成本及風險都將不斷增加。一般而言，地下采礦對地表有一定的影響，更有甚者甚至波及居民的生命財產安全，造成不可挽回的經濟損失。因此，研究復雜情況下的采礦穩定性措施具有深遠意義。

關鍵詞：復雜情況;采礦穩定性;社會效益

近年來，我國經濟水平不斷提高，這依賴于制造行業的蓬勃發展。而資源便是當下綜合競爭力的主要影響因素之一。如果以最低的成本，選取最為科學的方式來開采資源，從而實現社會效益和經濟效益的最大化，是當下礦產企業的發展目標。目前，由于過度開采露天資源基本枯竭，開采方向逐漸轉向地下。而地下環境相較于露天開采環境更加復雜，一旦施工區域出現異常擾動，都會直接導致地表出現變形，影響礦產企業的資源回收率。

一、當下開采需面對的復雜環境

在地下開采中，填充、巷道以及礦房組成了一個完整的系統。他們之家互相影響，互相制約，最終影響采礦現場的穩定性。如果不考慮巖石的特性，可以將礦井結構尺寸作為影響采場的根本因素。由此展開來看，采場的穩定與否與礦柱結構之間的尺寸大小并無必然關系。在地下采空區出現穩定性問題時，大多都是因為它們互相作用而導致地質體之間的力學系統出現變形。如果對于地下采礦僅僅停留在礦柱、礦方以及填充柱的研究上，卻忽視這三者之間的關系，就會導致實際研究成果逐漸偏離實際的情況。地下采場的穩定性問題與當地的復雜環境息息相關。因此，研究其穩定性的過程中需要將其作為一個復雜的系統進行深入分析。采空區系統并不是一個靜態系統，他可以通過從外界獲取負熵，實現有序的耗散系統。而各個系統的各層級之間都會在非線性的作用之下，通過各個元素之間的互相作用來實現動態的耦合。因此，地下采礦系統是一種非線性系統，需要借助時間的推移完成自身功能的適應新型，從而有效實現“自組織”過程。綜上所述，由于地下采礦系統面臨多種復雜環境，在大面積的采場之中，由礦柱和礦房起到基本支撐作用。有一個采礦柱在系統中從開始到最后都起著支撐作用。在完成回采任務之后，加入填充固體并待其固結，該部分與礦房共同祈禱支撐作用。之后在回采礦房的過程中，填充體需要獨自作為整體的支撐物。可以看出，在開采的整個環節中，地下應力動態轉移，支撐整體系統的物理量也在持續變換，從而實現支撐效果。一旦在填充集體或礦房中開覺巷道或進出礦道路都會影響整體開采區域的支撐面積，加大底部應力的壓力，最終可能出現地表變形或破壞。因此，在復雜環境下的采礦工作中，需要不斷優化財產結構參數，避免在填充體中開掘巷道，從而保持整體開采區域的底部面積穩定，同時采用邊后退邊回采出礦的方式，讓礦井中的巷道與實際開采面積持平。在機械進入開采區域的過程中，需要相應的轉彎半徑，因此，在地下巷道中需要添加巷道尺寸，便于反方向設備的同時出入。同時，減少回采向下炮孔的偏移，有效提升爆破效果。在地下開采過程中，需要不同時段的支撐力度基本一致，底部引力水平可以滿足支撐面積。

二、復雜地質條件下采礦掘進支護技術的應用分析

2.1制定開采方案

在地下資源開采過程中，需要根據實際環境選擇不同的開采方案，充分考慮各方面因素。首先，針對當下復雜環境確定采礦的工作技術類型。在工程開采之前，需要明確開采的總量水平，采礦過程中需要制定的計劃內容以及所擁有的機械情況等。根據礦井的穩定性問題，，對現場進行有效控制。另外，根據當下礦井的實際復雜環境展開開采工作。如果某些復雜條件下，開采工作需要采用退后臥底法。而在開采掘進巷道的過程中，需要詳細了解開掘機械的相關參數情況，并根據該情況結合實際地質環境，展開相關工作方案的制定，然后邊采礦邊后退。

2.2注重加強環境勘測

在地下采礦的過程中，需要實時掌握地質環境的因素。地質監測工作并不能只在工程開始之前簡單運用，而需要貫穿于整個采礦工作各個環節中。首先，在制定開采方案之后，需要做好相應的開采準備。比如設置錨桿架的位置，按照實際地質情況要求，判斷是否需要隨時更改設備的運用。一旦出現變化，就需要對整體采礦方案進行更新，并合理地調整相應的工作手段和技術。另外，在開采的過程中，需要按照要求直接觀測采礦結構是否受到復雜環境的影響。避免由于方案的設定影響整體采礦穩定性效果，同時不斷加強復雜環境下的開采工作技術管理。

2.3建立健全現場工作制度

由于復雜環境下的開采工作具有一定的系統性，因此需要明確各開采技術的標準，注重做好工作人員的分工，進一步有效控制開采技術的實施和礦井的穩定性。同時，注重把控開采工作技術，為做好開采工作的管理管控和監督做好準備。設置相應的監督人員來實際跟蹤采礦的進度，避免由于技術使用不當或工作方案不規范，導致礦井出現穩定性問題，有效提高現場工作的時效性。

2.4做好現場采礦控制管理

由于資源開采環境十分復雜，在控制地下采礦的過程中需要從以下兩個方面入手。首先，注重加強工作人員的專業素質水平和職業道德，確保每個施工人員都能夠規范個人采礦行為，嚴格按照采礦制度和計劃進行工作。同時，每個工作人員都需要有一定的資質來調整開掘設備，做好相關工作的傳接。其次，需要建立健全現場監督管理制度，可以聘請第三方采礦專業人員來理順開采的各個流程，確保采礦的穩定性，提高開采工作質量標準，如果出現參數的偏移，需要要求工作人員及時做好方案更改或返修工作。

2.5工作后期的完善

由于我國資源需求量不斷增大，采礦工作也面臨著越來越復雜的環境，民眾開始越來越關注采礦的穩定性。在開采工作完成之后，也不能懈怠。需要添加社會質量監督管管理機制，對于開采的工作質量面向全社會展開驗收和審核。其次，注重嚴格把控影響采礦穩定因素的檔案數據，避免出現現場管理問題，無法進行及時調整。

總結：綜上所述，我國資源需求不斷提高，采礦穩定性直接影響社會的發展安全程度。在復雜條件下的開采工作需要投入大量人力，且整體施工周期級長 。因此，工作人員更需要對采礦穩定性保持重視，確保整體采礦過程的工作質量，實現最小化開采成本和最大化經濟效益的目標。

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