紅透山銅礦深部地壓監(jiān)測方法研究.pdf

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1、第26卷第5期有色礦冶Vo1．26．№52010年10月N0N—FERR0USM：DⅡNGANDM哐TALLURGYOetober2010文章編號：lO07—967X(2010)04—0010—03紅透山銅礦深部地壓監(jiān)測方法研究劉景山，王洪勇，鄭飛(中國有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司。遼寧撫順113321)摘要：針對地壓測試技術(shù)在礦山應(yīng)用效果進(jìn)行分析評價(jià)。針對其弊端，提出與東大合作建立礦山微震監(jiān)測系統(tǒng)。全面介紹數(shù)據(jù)信息采集、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸、進(jìn)行三維背景應(yīng)力場分析、深部地壓活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警，指導(dǎo)礦山安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：

2、沖擊地壓；微震監(jiān)測系統(tǒng)；數(shù)據(jù)信息采集；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸；三維背景應(yīng)力場；監(jiān)測預(yù)警中圖分類號：TD31文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B深部礦巖均處于高應(yīng)力環(huán)境之中，從而以應(yīng)力為控1前言制的地壓顯現(xiàn)日見明顯。歷年的地壓資料顯示，一上世紀(jì)七十年代初，紅透山礦就開始了較系統(tǒng)527m以上各中段地壓顯現(xiàn)形式主要是采場頂板冒的地壓監(jiān)測工作，并開展了相關(guān)的研究工作，根據(jù)不落，即松脫地壓，一647m以下各中段主要是巷道剝同的需要，曾先后采用了玻璃管、木滑尺、水準(zhǔn)儀、光皮、脫層、礦柱爆裂并有響聲和巖屑射出等巖爆地壓。彈應(yīng)力計(jì)、電阻位移計(jì)、鉆孔式多點(diǎn)位移計(jì)、地

3、音儀、收斂計(jì)等多種的監(jiān)測工具(手段)對工程巖體的應(yīng)力、變形、位移等狀態(tài)進(jìn)行了長期的觀測，積累了較為豐富的第一手資料，盡管開展上述地壓監(jiān)測對井下的安全生產(chǎn)工作起到了重要的作用，但是這些手段更多適用于淺部靜態(tài)型的地壓活動(dòng)，隨著開采深度的加大使地應(yīng)力值增加。一般在達(dá)到一定開采深度后才開始發(fā)生沖擊地壓，此深度稱為沖擊地壓臨界深度。臨界深度值隨條件不同而異，一般大于圖1—767m水平巷道巖石剝落200m，總的趨勢是隨采深增加，沖擊危險(xiǎn)性增加。一287in水平在開采的十幾年中幾乎每一年都這主要是由于隨采深增加，原巖應(yīng)力增大的緣故

4、。有較大的地壓活動(dòng)事件發(fā)生，一467m中段巷道幫開采活動(dòng)向深部拓展，所應(yīng)用方法的局限性逐漸暴壁出現(xiàn)了多層與幫壁平行的破裂面，使巷道巖體剝露出來，已難以適應(yīng)深部開采的新的需求。落、片幫。一527m中段在巷道掘進(jìn)過程中，出現(xiàn)巖在這樣的背景下，礦山與東北大學(xué)礦業(yè)專家就片彈射并伴有噼啪的響聲，一647m中段31脈斜坡深部礦床開采綜合技術(shù)，開展了長期的科研合作，道平巷近幾年發(fā)生了連續(xù)幾次巖爆，造成數(shù)十米長“深部地壓研究”作為一個(gè)重要的課題，相關(guān)研究成的巷道發(fā)生嚴(yán)重的剪切性破壞。巖爆時(shí)地表伴有明果有力地推動(dòng)了監(jiān)測技術(shù)進(jìn)步，特別是

5、礦山先后引顯的震感。根據(jù)專家現(xiàn)場調(diào)查評價(jià)為中等強(qiáng)度巖進(jìn)了多種監(jiān)測儀器，使地壓研究以及巖爆監(jiān)測等相爆，造成斜坡道明顯破壞，干擾了相鄰采場的正常回關(guān)工作取得了重要進(jìn)展。近期，企業(yè)又與東北大學(xué)采，迫使整個(gè)平巷進(jìn)行了大范圍的支護(hù)，以確保生產(chǎn)開展了微震監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用研究，并通過現(xiàn)場實(shí)踐檢的順利進(jìn)行。一707m中段下盤運(yùn)輸?shù)阑鹚帋煲或?yàn)，使得該項(xiàng)工作躍上新的臺(tái)階，進(jìn)入新的階段。段巷道兩幫出現(xiàn)多層與壁面平行的破裂面，由外及里一層層剝落。一767m中段9采在施工9—1進(jìn)2紅透山深部地壓活動(dòng)情況路時(shí)，巷道幫壁發(fā)生了比較嚴(yán)重的彈射現(xiàn)象，程度

6、和隨著開采深度的增大，原巖應(yīng)力隨之增大，受深范圍都比以前要強(qiáng)烈(圖1)，而且采場也會(huì)有小范部礦區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場的影響，水平應(yīng)力也趨于增大。圍的落盤現(xiàn)象，并時(shí)常伴有響聲。+收稿日期：2010—06—11作者簡介：劉景山(1960一)，采礦工程師，從事采礦技術(shù)管理工作。第5期劉景山等：紅透山銅礦深部地壓監(jiān)測方法研究紅透山礦區(qū)地應(yīng)力場以一347m為界線，上部人員共同在井下采礦作業(yè)區(qū)，利用聲發(fā)射方法開展是以受地質(zhì)構(gòu)造為主要影響的靜態(tài)型地壓顯現(xiàn)，下了巖爆監(jiān)測研究工作。部則是以應(yīng)力條件為主要影響因素并兼有動(dòng)力型的選用Dy一2型有線地

7、音儀作為監(jiān)測儀器，主要地壓顯現(xiàn)，而且采深越大，這種現(xiàn)象越明顯。近十監(jiān)測頻度、音色及音量等參數(shù)。監(jiān)測期間根據(jù)企業(yè)年，紅透山深部地壓顯現(xiàn)的頻度與強(qiáng)度逐步增加的三個(gè)班次實(shí)際作業(yè)的不同，不同班次監(jiān)測時(shí)間也(圖2)。有所不同，最長的一個(gè)班次連續(xù)監(jiān)測3～5h，最少的30～40min。對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，研究了巖籟爆事件與聲發(fā)射參量相關(guān)性，對該礦山的巖爆研究蹬取得了以下數(shù)據(jù)。Dy02監(jiān)測點(diǎn)的巖音頻度曲線(圖3)，隨著音頻的增加，人耳聽到巖音聲(炸裂聲)約3O～40次／圖2紅透山銅礦1995—2004年度巖爆發(fā)生頻次圖min，觀

8、察到數(shù)十片的薄片(厚2—15mm)彈射，最一647m中段11采2001年發(fā)生了大面積的落大的薄片為20em×12em，破壞面積0．3m，未繼盤，造成了人員的傷亡，整個(gè)采場被迫停采。一587續(xù)發(fā)生大的破壞。期間，此處巖音頻度的均值為26m中段2O采同樣發(fā)生采場大面積落盤，致使停在采次／min。彈射之后，此處巖音頻度的均值立即降到場的鏟車被砸壞，無