地下采矿活动对危岩形成过程的影响分析

王国钦

摘要：地下采矿活动之中，极易出现危岩坍塌事故，而导致此现象发生的主要原因是由于采矿活动的实施。因为自身结构影响，再加上强降雨天气等诸多因素，岩体的内部会有很多细小裂缝，而采矿过程中极易加宽加深岩体裂缝，进而构成了主控结构面，当开采力度不断加大以后，或者是降雨天气来临，危岩失去稳定性造成滑坡等危险事件。此次重点针对地下采矿活动中危岩形成过程，以及对周围产生的不良影响做一个详细的分析和探究。

关键词：地下采矿;危岩;影响

一、地下采矿活动对危岩稳定性的影响

（一）危岩的炮采影响

地下采矿活动中，会对危岩带来较大的影响，使其稳定性受到破坏，具体体现在以下两方面：第一，炮采、岩爆带来的影响;第二，采空区带来的影响。在矿山开采中，炮采是主要的方法，当采空区不断扩大时，上部覆盖的岩体便会出现局部应力的高度集中，在达到某种程度的时候，岩爆发生。岩体内动荷载传播依赖于应力波，距离不断增加，应力波衰减，若危岩体控制在范围以内，增加了岩体下滑力度，降低了稳定性。当扩大了开采程度时，改变了岩体地质结构，应力重分布，危岩体后方产生了拉应力的集中，主控结构面的尖端有剪应力集中发生，应力集中到达某一范围时，岩体便会崩塌。

（二）岩爆产生的冲击力影响

矿山开采时，炮采、岩爆会有动荷载产生，进而导致岩体速度加快，较快的速度在惯性的作用下导致顶部岩体出现了裂缝、位移等，不断延伸至地面，在动荷载作用之下，原来的裂缝扩大。炮采、岩爆使危岩体稳定性受到了较大的影响，主要表现为以下两方面：第一，受到惯性的影响，动荷载呈现水平力，此力和危岩体运动方向保持着一致性，进而增加了危岩体下滑力，降低了稳定性;第二，受到爆破震动的影响，降低了岩体主控结构面抗剪性。岩体内由于受到炮采、岩爆引发的岩体应力波与震动的影响，抗剪强度呈现下降趋势，以摩尔破坏库伦准则为重要依据，危岩体下滑力大于抗剪强度的时候，极易出现崩塌。

（三）采空区的影响

采矿活动影响危岩的稳定性，具体体现在以下两方面，炮采、岩爆影响最为明显。炮采、岩爆所产生的应力波、振动会对岩体稳定性有影响。不过，其中还有一项是关于采空区的危岩坍塌现象，由于采空区的出现造成的危岩也不在少数，每个矿洞都有采空区，怎样在矿区中平衡这几个采空区，在每个矿洞中留好矿柱，支撑整个底下矿区的平衡，减少危岩的出现率，这是工作人员还需要研究的地方。

另外，采空区也会影响危岩稳定性。人类对于矿区进行过度采空，导致形成采空区的出现。采空区缺乏有力的矿柱子支持，调整了岩体内应力，顶部存在拉应力，岩体沿结构面不断拓展，产生较强的拉张力，出现了裂缝，或者是加宽加深了原来的裂缝，采空范围日益拓展，再加上降雨等，裂缝也会有所变化，向下不断扩展，自重影响下，裂缝底有应力集中现象，岩体出现了严重的变形，应力集中到某一范围时，危岩体出现了断裂与崩塌。由此可以看出，采矿活动会影响到危岩，这些都会导致危岩发生坍塌，最终危害工作人员的人身安全，怎样遏制危岩的形成是我们应当注重的要点。

二、地下采矿活动中应力波和震动作用在岩体内的传播

（一）地下采矿活动中炮采和岩爆传播的影响

炮采、岩爆会引发应力波、强烈的震动，当出现爆炸情况时便会产生应力波，而且以纵波为主，危岩体临空面会受到波射叠加影响，危岩体周围形成周期性振动，当震动的强度加大的时候，引发超压，在达到一定程度的时候，岩体便会有崩塌现象的发生。岩体本身也存在较为明显的不均衡性，再加上岩体内结构面、缝隙较为复杂多变，现场施工的时候多以对危岩体变形、速度、加速度分布等进行检测的方式为主，以此来判断采矿活动对危岩形成过程的影响程度。

（二）应力波和震动作用在岩体内的衰减

矿山开采会对周围有影响，震动力的增强，岩体有了明显的速度变化，岩体自身不均匀，复杂多变，在传播时加速度引发的惯性力会呈现出逐渐变弱的趋势，最开始时为冲击波，最后慢慢的衰减，形成了地震波，对于岩体的影响也越来越小，爆破作用区主要集中于压缩波作用范围内，导致岩体出现拉断等现象。危岩体关键节点峰值加速度大于临界值的时候，便会产生崩塌，岩体本身较为复杂，峰值加速度的测定也只能通过现场试验来完成，也可以进行大致估算，主要借助的是模型试验、数值模拟等。

三、地下采矿活动中磨子岩形成机制分析

（一）磨子岩危岩概况

最近几年，磨子岩也出现了较大规模崩塌，单次塌方量达五个平方米，有时也会出现小规模崩塌，造成整个地下采矿过程中，矿洞的不稳定情形，这对于地下采矿活动中的工作人员的生命安全造成了极大的危险隐患。危岩带处在新华夏构造体系川东褶皱带华蓥山复式背斜的次级褶皱龙家湾背斜的东翼，裂隙发育且正下方，此区域内经常会出现采矿活动。

（二）磨子岩危岩形成机制分析

在危岩区域内经常会出现褶皱以及断裂，所以裂缝也非常多，使岩体完整性遭遇破坏，临空外倾结构面进而形成;由于受到新构造的频繁运动，再加上河流下蚀切割的作用下，进而形成了现有的陡崖带，使原来岩体应力平衡度发生了变化，发生了卸荷回弹效应，在陡崖带外部临空面周围，极易出现应力分布以及集中，在主应力的作用之下，出现了裂缝，卸荷裂隙进而形成，这也是危岩体产生的主要原因;后期人类进行地下开采的过程中，会使得危岩形成，增加危险隐患，最终造成不良影响，加宽加深了卸荷裂隙，将母岩体进行了切割，进而产生了单个危岩体，并且紧挨着母岩体，較大的裂缝，只能依赖于摩擦力、剪力保持平衡度，如果一旦被触发，便会出现滑移式的崩塌。在危岩体的内部存在着诸多裂缝，在不断风化与切割的作用之下，单个危岩体支撑力变弱，极易出现坠落式的崩塌。

结语

地下采矿活动会造成周边环境中出现很多危岩，形成危岩的主要因素就是人为开采，对于采矿过度产生采空区等等。人类在进行地下采矿的时候同样也会造成危岩体崩塌，主要表现在炮采、岩爆两方面，不仅是对周围生态环境的影响，以及对于这些不良危岩造成的影响，使得岩体下滑，或者遇见大风暴雨天气造成滑坡等现象。这些都是不可估量的损失，我们在地下进行采矿活动的时候一定要注意减少危岩形成的举动和因素。

参考文献

[1]殷跃平.斜倾厚层山体滑坡视向滑动机制研究——以重庆武隆鸡尾山滑坡为例[J].岩石力学与工程学报，2010 （02） .