金属矿地下开采采场灾害预警系统的研究.pdfVIP

第21卷第4期 湖南科技大学学报（自然科学版） Vol.21No.4 2006年 12月 JournalofHunanUniversityofScienceTechnology（NaturalScienceEdition） Dec. 2006 金属矿地下开采采场灾害预警系统的研究 1 1 2 1 王宝山，黄志伟 ，谢本贤，周国军 （1.武汉理工大学 资源与环境工程学院，湖北 武汉 430070；2.中南大学 安全与资源工程学院，湖南 长沙 410083） 摘 要：采场冒落是金属矿地下开采安全事故的主要形式.在对其影响因素影响分析的基础上，提出了岩体质量、岩体时效特 性、采场暴露面积与爆破冲击为影响采场稳定性的主要因素，并应用岩石力学、损伤力学与数值模拟等方法，结合现场声波测试， 从上述4个主控因素着手构建了其影响度函数与其影响权重，然后给出了采场稳定性综合评判方法与评判标准，并根据各影响因 素的影响度，揭示了待采采场潜在的隐患与诱因，而后提出了相应的防范措施.最后以我国大冶铜绿山铜铁矿的应用为例介绍了该 系统的使用方法.图2，表6，参10. 关键词：安全预警；岩体质量；爆破冲击；采场暴露面积；时效特性；采场稳定性 中图分类号：TD327 文献标识码：A 文章编号：1672-9102（2006）04-0005-05 地下矿山采场的稳定性对矿山安全生产有着重 力状况起着重要的作用，而采场与巷道围岩岩层的复 要的影响，尤其是采场的片帮冒顶一直是硬岩矿山最 杂多变性与不确定性，是造成采场与空区冒顶片帮等 主要的安全问题.据统计，2006年上半年全国非煤矿 事故的主要原因.其影响因素可分为地质条件与采矿 山重大事故主要集中在冒顶片帮（坍塌）事故和放炮 开挖两个方面.前者主要包括：岩体类型与性质、结构 事故上，其中冒顶片帮（坍塌）事故 17起，死亡59人， 面及其组合、地应力场以及地下水状况等.后者主要 分别占重大事故起数和死亡人数的47%和46%[1] 指采场布置、采场结构参数、采矿工艺与支护形式等. .因 [2-3] 此，加强矿山生产管理与安全防范的研究已成为当前 大量研究表明 ，岩体质量、采场暴露面积、爆破冲击 极为重要的任务. 和岩体时效特性为其主要影响因素.因此，作者以此 在矿山生产过程中，矿体未揭露前由于缺乏对矿 来构建采矿灾害预警系统. 体稳固性、弱面结构破坏与应力状态的了解，给合理 1.1 岩体质量影响度 的采矿设计与安全防范带来很大的难度.因此，深入 研究地下采场岩体失稳机理，建立合适的安全评价系 采场岩体质量是影响采场稳定性的关键因素之 [4-5] 统，预测不稳固或危险的部位，进行安全预报预警，对 一.采用Z.T.Bieniaski的地质力学分级方法 ，通过对 合理地指导设计施工，有效避免采场失稳灾害事故的 其岩石单轴抗压强度、岩石质量指标、节理间距、节理 发生，确保采矿安全生产有着重要的意义. 状况与地下水状态等影响因素的调查分析，计算其岩 RMR），而后用下式来表示岩体质量 体质量评价指标（ 1 地下开采灾害预警系统的构建