地压管理

地压管理
矿山井下岩体在未开挖以前承受着上覆岩层的重量以及其他力的作用而处于平衡状态，称为原始应力平衡状态。

一旦矿岩体被开挖以后或其附近有开挖工程，其原始应力平衡状态便遭到破坏，矿岩体中的应力将重新分布以便达到新的平衡，在此过程中将使巷道或采场周围的岩体发生移动、变形和破坏，这种现象称为地压显现。

使围岩移动、变形和破坏的力，称为地压或矿山压力。

地压的存在，使采矿工作变得困难，为了保证安全生产和回采工作的顺利进行，必须采取减少或避免地压危害的措施，或积极利用地压进行开采，这种工作就是地压管理。

具体的地压管理方法包括：
1、利用矿岩体本身的强度和留有必要支撑矿柱，以保持采场的稳定性；
2、采取各种支护方法，支撑回采工作面，以维持其稳定性；
3、充填采空区，支撑围岩并保持其稳定性；
4、崩落围岩，使采场围岩应力降低，并使其重新分布，达到新的应力平衡。

矿山地压
指矿床开采引起的一种地层压力现象，显现为井巷变形或破坏。

地下采矿，最基本的生产过程就是破碎岩石和矿石；维护顶板和围岩。

开挖掘进井筒、巷道、硐室、采场(工作面)，并加以支撑维护(支护)以防顶板和围岩垮落。

开井送道，如果不加以支撑维护，井巷则发生变形或破坏。

这种变形或破坏现象称为地压现象。

采动影响区域内的岩体，称为围岩；区域外的岩体称为原岩。

原岩作用于围岩上的压力，称为广义地压。

围岩位移与所冒(落脱)离原岩的板(岩)块作用于支架上的压力，称为狭义地压。

矿山开采，既要采掘破碎出矿石，又要防止围岩破碎，是岩石破碎与围护的矛盾统一体。

由地压造成的灾害，对矿井来说，主要是冒顶片帮；对采空区处理不当而引起的大规模地压活动来说，地压灾害表现为地表开裂、地面下沉、建筑物倒塌、切断水源等；对露天矿，地压灾害显现于边坡滑落、岩矿坍塌。

对煤矿而言，矿山地压显现为：顶板(主要指煤层直接顶)下沉和垮落、底板隆起、煤壁片帮、支架变形破坏、煤与瓦斯突然喷出及矿压冲击等。

还有顶板沿工作面煤壁切落的大冒顶。

金属矿床地质赋存条件多变，采矿方法不尽相同，采场体积大，空区范围广，地压显现特征不一，主要有：空区坍塌、顶底矿柱或
间柱垮落、采准坑道下沉、采场冒落、岩层错动及冲击地压等。

防止冲击地压的措施
1．减低煤、岩层矿压，防止应力集中
开采煤层时，首先开采无冲击地压或一般冲击地压的煤层，作为解放压力层。

回采时，要用全面陷落法管理顶板，不要留煤柱；对不易冒落的顶板要强制放顶，采用的方法是深孔爆破放顶或强力高压注水放顶。

长壁式采煤的采区内，配合使用无煤柱开采或无煤柱护巷。

在同一煤层、同一区段内，相邻的两工作面要避免同时相向或同时相背回采，以免应力集中。

主要巷道及永久性硐室，要尽可能布置在岩层内或无冲击地压危险的煤层中。

2．改变煤岩的物理力学性质，释放积聚的弹性能量
采用注水方法增加煤、岩层中的水分，减少其硬度，提高其塑性，使弹性能量逐渐释放；在煤层内打大直径钻孔(150～300mm)，以减弱煤层的支撑力，使顶板下沉，解释能量；在工作面打长孔，进行松动爆破，释放弹性能量。

防护冲击能量的措施
1．做防护巷道，在有冲击地压的危险煤层内，加宽巷道到5m 左右；
2．采用可塑性支架，提高支架可塑性、稳定性；
3．制订专门工作制度，如机械化采煤的远距离控制等。

地压检测的方法
地压检测方法有声测法、裂隙法、简易仪器法、光弹法及红外法：
1．声测法
利用声学原理来判断岩石的完整性和破坏程度的方法，其中有：
(1)声撞击法。

即矿山常用的“敲帮问顶”法，工人利用手锤或撬棍敲击岩石，以判断岩体的完整性。

它所根据的原理是岩石受到外来撞击时由于振动而发声。

脱离母体的松石，其振动频率较低，发出的声音比较沙哑、低沉；整体岩石则发出清脆响亮的声音，由此可检查发现浮石。

(2)声发射法。

岩体内部发生破坏时，同时会发出声响，通常称为“地音”。

注意监听所发出的声响，可以了解地压情况。

监听有以下两种方法：
人工听声。

响声由疏到密，频率逐渐增加并夹杂零星掉碴，这是大规模地压显现的前奏期响声频度剧增，且由清脆炮声到闷雷声，掉碴频繁，这是剧烈的大规模地压显现即将发生的高潮期；响声由密到疏，逐渐减小，这是地压活动逐渐稳定的尾声。

地音仪监听。

由主放大器、探头和耳机组成。

这是人工听声的仪器化，它的灵敏度高，能听到用耳朵听不到的声音。

利用地音仪还可判断岩层破坏的发展趋势和波及范围，预报岩体崩落的可能性和时间，以便及时采取预防措施。

这种监听需先布置一系列监听钻孔。

孔深1．5～2m，将探头放人孔中。

孔内应注水、油，以使探头与岩壁之间无孔隙，并将孔口封闭。

当岩石破坏声传到探头并冲击探头振动时，探头内的换能器把振动信号换成电讯号，由电缆经放大器就可用耳机听到响声。

2．裂缝调查法
这是我国金属矿山当前对地压显现进行现场观察的一种主要方法。

岩体发生破坏时，必然在其中产生一些裂隙，观察这些裂隙的变化情况，便可圈定大规模地压显现的范围及判断地压发展的趋势。

3．简易直观仪器观察围岩的相对移动
这些仪器有滑尺、滑尺移动量警报器等。

4．用光弹性应力计和应变计进行检测
5．红外线探测浮石。