矿山地压监测系统在采空区治理中的应用.pdf

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1、中国矿山工程2016年12月·8·ChinaMineEngineering第45卷第6期矿山地压监测系统在采空区治理中的应用Groundpressuremonitoringsystemapplicationingobtreatment陶国栋，王昆，张承明(云南锡业股份有限公司，云南个旧661000)摘要：随着云锡卡房矿区井下高效设备采矿工艺的推广应用，采空区形成速度加快，暴露面积增大，空区稳定性问题日显突出。本文介绍云锡卡房矿区I-9矿群的采空区地压管理采用地压监测系统，并根据监测数据对空区稳定情况进行分析和预测，为控制顶板大面积冒落提供理论依据。关键词：

2、采空区；Mathew法；在线监测；预测Abstract：WiththeapplicationanddisseminationofefficientequipmentsinYunxiKafangminingarea，thegobformedmorefast，andtheexposedareaincreased，SOthegobstabilitybecamemoreandmoreimportant．ThispaperintroducedthegroundpressuremonitoringsystemusedinthegobcontrolofI一9oreclu

3、ster．YunxiKafangminingarea．Thegobstabilitywasanalyzedandpredictedaccordingtothemonitoringdata，whichprovidedthetheoreticalbasisforthecontroloflargearearoofcaving．Keywords：gob；Mathewmethod；on—linemonitoring；prediction1前言云锡卡房矿区I一9矿群是国家锡多金属矿资源综合利用示范基地建设之一。该矿群由于地质赋存条件和矿岩物理力学性质的特点，采用高效无

4、轨设备全面采矿法开采，年产矿石量70多万吨，每年形成采空区30余万立方米，顶板暴露面积约4万ITI，单个采场顶板最大暴露面积达3200m，待充空区134个，每年废石回填空区在19万nl左右，欠充约11万余立方米，由此存在着采空区局部顶板冒落的隐患，直接威胁到采区作业人员的生命安全和正常生产。为此，建立I一9矿群地压监测系统，对监测数据分析，准确掌握地压活动的变化规律，及时进行预警预报，采取及时有效措施消除空区安全威胁，严防采空区顶板大面积冒落地压灾害发生，为持续推广高效安全采矿提供保障。2采空区稳定性现状在I一9矿群开采范围内形成了大规模的采空区群，其分布

5、范围广、数量多，但主要集中分布于15线～16剖面线之间，标高为1820～1870m之问，采空区高度大多数为5—7m左右，见图1所示。就单一采场采空区而言，由于矿岩稳固性都较好，顶板还未出现冒落现象。随着采区持续开采，充填欠充等因素，采空区暴露时间也持续增加，地压活动也随之显现。目前，采矿现场局部一些矿柱已经出现了开裂、顶板出现局部离层和异响现象，说明该采区地压活动十分明显，随着时间的推移，采区地压活动越来越突出，局部浮第6期陶国栋等：矿山地压监测系统在采空区治理中的应用·9·＼’／＼＼f’／＼，P＼IjI．、’压硅整满＼一。，》姒)547f2(一曳1g33

6、．73、．＼，}铷t．＼《f＼＼＼、≤'毒，·＼＼，f，／2r-√＼．_jl一《冈图l卡房矿区新山矿段I一9矿群采区综合平面图矿、浮石和顶板冒落现象加剧，采空区事故隐患将越暴露面村r尺寸(mxm)来越大，严重影响了采矿作业正常进行。3空区极限暴露面积的确定亡矿岩的稳定程度与暴露面积密切相关。按I一9糕矿群矿岩物理力学性质，确定采空区的极限暴露面赠积是控制地压变化的关键技术。而采空区极限暴露j面积关键指标是采矿场跨度，在工程上采矿场跨度0的确定一般有3种方法，即工程类比法、Mathew法和数值模拟方法。本应用是采用国际通用的Mathew稳定性法来确定采场极限

7、暴露面积，见图2。Mathew法实质是，利用NGI岩体分级指标Q计暴露面水力半径，m0表示暴露面在生产过程中或充填结束前没有失稳现象发生：算岩体稳定性指数Ⅳ，综合考虑矿山开拓和采准工△表示暴露面有局部失稳现象发生：程，初步确定采场结构参数并计算采场暴露面形状一表示暴露面有大面积垮塌现象发生系数s(或称水力半径)，将Ⅳ和．s值投影到图2修图2修正后Mathews稳定性图改后的稳定性图表上，即可初步判断采场的总体稳A——应力系数(取1)；定性；或者是根据岩体稳定性指数Ⅳ在稳定性图表曰——岩体缺陷方位修正系数(取0．7)；上求出总体稳定的采场形状系数s。C——设

8、计采场暴露面方位修正系数，C=稳定性指数Ⅳ的计算式为：8一(7co