地下矿山开采地压分析与应用

和凤龙

（大姚桂花铜选冶有限公司，云南 楚雄 675409）

虽然我国是一个资源大国，但在经济发展需要的前提下，对矿山资源进行肆意的开采，使资源枯竭与社会需求之间的矛盾越来越突出，而要想提高地下矿产资源的可持续性发展，防止在矿山开采过程中出现冒顶、透水等等现象的发生，就必须要从实际出发，采用先进的地压探测技术，在开采时要对地压进行有效的预测和分析，以达到有效防范的作用。

1 对地压的认识

（1）地压的定义。地压也就是在地壳岩体中所存在的力，而这种力是相互的， 包含着着围岩对支护体的作用力，同时也含有原岩对围岩的作用力。而且地压的大小会受到很多因素的影响，比如说岩体结构、岩体的应力状态等等，而且在矿山开采的过程中所进行的各种支护也是影响地压大小的一个重要因素。

（2）地压的分类。在进行地下矿山的开采中，不同的地质环境会出现不同种类的地压，具体可以分为冲击地压、膨胀地压、变形地压等等，其中的冲击地压在矿山开采中最为常见，其危害性也非常大，又被称作岩爆，这种压力是在围岩积累了大量的弹性变形之后突然进行压力的释放，其力量非当的巨大。而在地下矿山开采时，当围岩的应用不超过弹性极限时，其地压就可以由围岩来承担，在矿山开采中可以不加支护，而当这种应力超过围岩的强度极限之后，就必须要采取相应的支护措施，以保证开采过程的稳定性和安全性。

2 地下矿山开采过程中地压的分析

（1）地压受地下矿山开采深度的影响。从长期的实践中发现，在进行地下矿山的开采时，地压的支承力和内应力都会随着开采深度的增加而增大，这样就会使其周转的岩体在高内应力的作用下变得松软，致使地压范围变宽变大，而内应力声也会随之而就宽。所以可以根据地下矿山开采的深度来进行力学性质的分析，从而对地压的现状有一个全面的认识和了解，有利于矿山开采工作的开展。

（2）地压受气候环境的影响。通过对矿山开采中地压活动的现状分析，发现地压活动还受气候环境的影响，也就是说地压活动与地下水以及温度变化有着密切的关系。在雨季里，因为岩体会在水的作用下强度变弱，其地压力就会变强。

3 强对地压活动管控的方法及措施

（1）控制矿山采空区。对采空区的控制是整个地压活动管控工作的重点和重心，因为采空区的抗压能力差，一旦控制不当，就会出现崩塌现象，直接危及到人员的人身安全和整个开采工作的正常进行。目前对采空区最有效的控制方法就是对其进行填充，这样就可以缓解两边的夹壁向中间移动，而造成坍塌。而对于矿藏并不丰富，矿脉较为稀疏的地区，就可以让其进行自然崩落，将其空区填平，但对于矿脉丰富，矿藏密集的地区，一定要加强采空区的支护工作，并采用人工输料的方式进行填平，必要时，可以采取胶结填充的方式，以保证地压的稳定性。

（2）加强地下矿山开采的规范化管理。要想有效的控制地压，提高矿山开采的效率，就必须要加强开采的规范化管理，不仅要对开采过程进行严格的把控，更要对开采工艺进行控制，这样才能够使开采的过程得到有效的控制，减少因为地压活动所带来的各种伤害。比如说，为了减少水分对岩体的影响，在进行地下矿山开采时，必须要对排水系统进行科学合理的设计。而且在开采的过程中，一定要根据其开采的深度去进行有效的支护和加固，因为传统的开采方式大都是先进行上中段的开采，再进行下中段的回采，在开采步步深入的同时，要提高对地压的控制，保证开采过程的顺利进行。

（3）加大对地压活动的监测力度。地压监测工作是一项长期的过程，要想使地压活动得到有效的管控，就必须要加大其监测力度，这就需要在进行地下矿山的开采前建立相应的地压监测装置，并布设监测网，对地压的动态进行科学的测量。首先，对开采区域要进行重点的监测，采用多样化的监测手段，立足于矿山的开采现状，对其压力、位移以及岩体等等多方面进行监测，对其观测数据信息进行分析和研究，找出地压活动的规律，并对其开采区的岩体类型及物理特性进行探讨，这样才更有利做好各项支护工作，保证矿山开采过程中安全、高效性。

4 远程地压监控技术在地下矿山中的应用

（1）远程地压监控系统的构成。在现代化的社会里，为了提高地下矿山开采的安全性，必须要运用自动化的监测系统来服务于地下开采工作，而远程地压监控系统将现代化科学技术与地下矿山开采的特点结合起来，利用远程控制，实现地压活动的有效监测与控制。

传感器由应力传感器、位移传感器和压力盒组成。它可以在采矿过程中，对矿柱压力的高低变化进行监测，从而掌握围岩等的压力状况，而位移传感器则能够监测出其相对位移，压力盒可以间接的反应间柱的稳定性。

自动化系统是由软件系统和硬件系统等等部分组成。软件系统可以将监测的数据信息进行采集、储存和管理。并通过对采集标准的设定来分析地下矿山地压活动的频率等等。硬件系统是对数据的处理，因为信号不能进行长距离的传输，必须要通过硬件系统来将模拟电信号转化为数字信号。远程地压监控系统对地下矿山开采过程中地压的监测与控制起到了不可替代的作用。

（2）远程地压监控技术的应用。由于地质环境的复杂性和地下开采工作的危险性，在进行实地工作中常常会遇到矿柱裂缝、底板鼓起、矿石掉落等等因为地压活动而引起的安全事故，而这些地压现象不仅威胁着工作人员的安全，而且对矿山也会造成很大的破坏，如果不进行提前的预防和管控，还会出现更加严重的安全事故，而远程地压监控技术是在新时代背景下，利用网络电子技术来进行远程地压监控的一种方法，它不仅可以通过传感器的安装和设置，对地下矿山开采矿柱进行变形与位移的监测，还能够将其地压监控结果进行科学的分析和研究，使矿山地压得到综合的治理和控制。

（3） 远程地压监控技术的发展前景。人工测量技术在当今智能化的社会里，已经不能够满足矿山开采的需要，更有能适时的对地压变化进行反映和记录，而远程地压监控技术不仅不受空间和地域环境的限制，而且还能够进行远程操控，大大的提高了开采工作的安全性能。

5 结语

总而言之，在地下矿山开采深度日益加深，地压现象越来越严重的情况下，要想提高矿山开采的安全性和高效性，就必须要结合矿山的具体特点，进行有效的地压分析与控制，运用多样化的监测手段和方法，保证地下矿山开采工作的顺利进行。

[1]张延国,赵有国,王运永.急倾斜厚矿体露天转地下矿山开采方法的探讨[J].现代矿业,2015,31(01):13-16.

[2]樊换玲.探讨远程地压监控技术在地下矿山中的应用[J].科技资讯,2014,12(18):97.