关于复杂情况下采矿稳定性的探究

谷欣博 张浩 皇甫杰

摘 要：近年来，环境及资源的问题受到广泛关注。我国想要进一步实现小康社会，就需要科学合理的开发资源，实现可持续发展的战略目标。由于矿物资源所处的地质条件各异，地应力条件越发复杂，导致较多矿山之中出现不稳定的情况。一旦采矿稳定性无法得到保证，那么开采成本及风险都将不断增加。一般而言，地下采矿对地表有一定的影响，更有甚者甚至波及居民的生命财产安全，造成不可挽回的经济损失。因此，研究复杂情况下的采矿稳定性措施具有深远意义。

关键词：复杂情况;采矿稳定性;社会效益

近年来，我国经济水平不断提高，这依赖于制造行业的蓬勃发展。而资源便是当下综合竞争力的主要影响因素之一。如果以最低的成本，选取最为科学的方式来开采资源，从而实现社会效益和经济效益的最大化，是当下矿产企业的发展目标。目前，由于过度开采露天资源基本枯竭，开采方向逐渐转向地下。而地下环境相较于露天开采环境更加复杂，一旦施工区域出现异常扰动，都会直接导致地表出现变形，影响矿产企业的资源回收率。

一、当下开采需面对的复杂环境

在地下开采中，填充、巷道以及矿房组成了一个完整的系统。他们之家互相影响，互相制约，最终影响采矿现场的稳定性。如果不考虑岩石的特性，可以将矿井结构尺寸作为影响采场的根本因素。由此展开来看，采场的稳定与否与矿柱结构之间的尺寸大小并无必然关系。在地下采空区出现稳定性问题时，大多都是因为它们互相作用而导致地质体之间的力学系统出现变形。如果对于地下采矿仅仅停留在矿柱、矿方以及填充柱的研究上，却忽视这三者之间的关系，就会导致实际研究成果逐渐偏离实际的情况。地下采场的稳定性问题与当地的复杂环境息息相关。因此，研究其稳定性的过程中需要将其作为一个复杂的系统进行深入分析。采空区系统并不是一个静态系统，他可以通过从外界获取负熵，实现有序的耗散系统。而各个系统的各层级之间都会在非线性的作用之下，通过各个元素之间的互相作用来实现动态的耦合。因此，地下采矿系统是一种非线性系统，需要借助时间的推移完成自身功能的适应新型，从而有效实现“自组织”过程。综上所述，由于地下采矿系统面临多种复杂环境，在大面积的采场之中，由矿柱和矿房起到基本支撑作用。有一个采矿柱在系统中从开始到最后都起着支撑作用。在完成回采任务之后，加入填充固体并待其固结，该部分与矿房共同祈祷支撑作用。之后在回采矿房的过程中，填充体需要独自作为整体的支撑物。可以看出，在开采的整个环节中，地下应力动态转移，支撑整体系统的物理量也在持续变换，从而实现支撑效果。一旦在填充集体或矿房中开觉巷道或进出矿道路都会影响整体开采区域的支撑面积，加大底部应力的压力，最终可能出现地表变形或破坏。因此，在复杂环境下的采矿工作中，需要不断优化财产结构参数，避免在填充体中开掘巷道，从而保持整体开采区域的底部面积稳定，同时采用边后退边回采出矿的方式，让矿井中的巷道与实际开采面积持平。在机械进入开采区域的过程中，需要相应的转弯半径，因此，在地下巷道中需要添加巷道尺寸，便于反方向设备的同时出入。同时，减少回采向下炮孔的偏移，有效提升爆破效果。在地下开采过程中，需要不同时段的支撑力度基本一致，底部引力水平可以满足支撑面积。

二、复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用分析

2.1制定开采方案

在地下资源开采过程中，需要根据实际环境选择不同的开采方案，充分考虑各方面因素。首先，针对当下复杂环境确定采矿的工作技術类型。在工程开采之前，需要明确开采的总量水平，采矿过程中需要制定的计划内容以及所拥有的机械情况等。根据矿井的稳定性问题，，对现场进行有效控制。另外，根据当下矿井的实际复杂环境展开开采工作。如果某些复杂条件下，开采工作需要采用退后卧底法。而在开采掘进巷道的过程中，需要详细了解开掘机械的相关参数情况，并根据该情况结合实际地质环境，展开相关工作方案的制定，然后边采矿边后退。

2.2注重加强环境勘测

在地下采矿的过程中，需要实时掌握地质环境的因素。地质监测工作并不能只在工程开始之前简单运用，而需要贯穿于整个采矿工作各个环节中。首先，在制定开采方案之后，需要做好相应的开采准备。比如设置锚杆架的位置，按照实际地质情况要求，判断是否需要随时更改设备的运用。一旦出现变化，就需要对整体采矿方案进行更新，并合理地调整相应的工作手段和技术。另外，在开采的过程中，需要按照要求直接观测采矿结构是否受到复杂环境的影响。避免由于方案的设定影响整体采矿稳定性效果，同时不断加强复杂环境下的开采工作技术管理。

2.3建立健全现场工作制度

由于复杂环境下的开采工作具有一定的系统性，因此需要明确各开采技术的标准，注重做好工作人员的分工，进一步有效控制开采技术的实施和矿井的稳定性。同时，注重把控开采工作技术，为做好开采工作的管理管控和监督做好准备。设置相应的监督人员来实际跟踪采矿的进度，避免由于技术使用不当或工作方案不规范，导致矿井出现稳定性问题，有效提高现场工作的时效性。

2.4做好现场采矿控制管理

由于资源开采环境十分复杂，在控制地下采矿的过程中需要从以下两个方面入手。首先，注重加强工作人员的专业素质水平和职业道德，确保每个施工人员都能够规范个人采矿行为，严格按照采矿制度和计划进行工作。同时，每个工作人员都需要有一定的资质来调整开掘设备，做好相关工作的传接。其次，需要建立健全现场监督管理制度，可以聘请第三方采矿专业人员来理顺开采的各个流程，确保采矿的稳定性，提高开采工作质量标准，如果出现参数的偏移，需要要求工作人员及时做好方案更改或返修工作。

2.5工作后期的完善

由于我国资源需求量不断增大，采矿工作也面临着越来越复杂的环境，民众开始越来越关注采矿的稳定性。在开采工作完成之后，也不能懈怠。需要添加社会质量监督管管理机制，对于开采的工作质量面向全社会展开验收和审核。其次，注重严格把控影响采矿稳定因素的档案数据，避免出现现场管理问题，无法进行及时调整。

总结：综上所述，我国资源需求不断提高，采矿稳定性直接影响社会的发展安全程度。在复杂条件下的开采工作需要投入大量人力，且整体施工周期级长 。因此，工作人员更需要对采矿稳定性保持重视，确保整体采矿过程的工作质量，实现最小化开采成本和最大化经济效益的目标。

参考文献：

[1]唐建华.宿松磷矿地下采矿对地表稳定性的分析及管控方案[J].化工管理，2015（26）：95.

[2]徐曦，周斌.露天转地下采矿巷道围岩稳定性分析[J].西安科技大学学报，2010，30（06）：667-671.

[3]南世卿. 露天转地下开采境界顶柱稳定性分析及采矿技术研究[D].东北大学，2008.