矿山地压监测

矿山地压监测方案

4.1监测的目的和内容

监测的目的主要是：根据采场地压活动的一般规律，在矿体回采过程中，对空区上部顶板和两侧的矿岩及矿体内应力大小及变化情况，形成一套完整的监测系统，及时准确掌握空区周边围岩变化情况及井下地压变化情况，完善矿山地压安全监测控制技术，避免灾害事故，确保安全生产。

监测的主要内容：一、监测空区周边围岩的应力变化情况；二、监测回采分段的应力变化情况。

4.2地压监测网布设的基本原则

（1）地压监测是一个长期的过程，布设的监测网应与矿山开采现状相结合，考虑矿山长、短期的监测布置；

（2）地压监测网的布设与矿山的生产紧密结合，对开采区域实行重点监测，以保障开采区域的安全，立足矿山的现有开采条件；

（3）地压监测网内的观测手段多样化。同时采用压力监测、位移监测、岩体声发射监测等多种地压监测手段。

（4）根据河南金源黄金矿业股份有限责任公司祁雨沟矿区地质条件和采矿方法，矿山的地压规律、岩体类型及其物理力学性质等设定观测网和网内测点的分布。

（5）根据现场实际和适用性，恰当地选择地压观测仪器的种类、规格型号及其埋设方式。

第五章监测方法和监测设备的选择

监测方法和监测设备选择的准则

一个完善可靠的矿山地压监视系统应包括：及时的符合实际需要的网点布置、正确的监测方法、可靠的监测技术、设备和科学的分析手段，因此，准确选择好监测方法和监测设备是监测工作成功的关键。根据矿山的实际情况及监测要求，本次地压监测工作在选择监测方法和监测设备时我们确定以下原则：

①监测方法技术成熟、安全可靠，方法适用；

②监测数据准确、监测设备稳定、可靠，尽可能降低设备成本。监测方法的选择

根据各种地下工程体应力（压力）产生的机理及表现形式，目前国内外各种地下工程岩体的监测大致分为：原岩应力及应力（压力）变化测量、变形位移测量、外观形态和内部微破坏的监测三种形式。常用的监测方法有：水准测量、沉降测量、围岩体内部位移测量、开挖空间的收敛测量、围岩体内应力测量、围岩体内破坏状况测量、围岩体内破坏过程的声频测量等。各种监测方法有其一定的监测适用范围，在选择监测方法时应依据具体的监测目的和要求、测量的精度要求、地下工程体的环境状况、围岩体的力学特性等进行针对性的选择。根据本次监测的目的和内容以及金源金矿岩体的力学特性，本次地压监测拟选择进行：

①沉降测量

②围岩体内应力测量

③围岩体内部位移测量

④围岩体内破坏过程的声发射测量

根据目前矿区实际情况，选择围岩体内应力测量、围岩体内破坏过程的声发射测量。

监测设备的选择

监测设备的类别

在地下工程体的监测中，根据监测方法的不同使用的监测设备不同，在同一种监测方法中，依据监测设备使用的位置、监测的对象、监测目的的不同使用的仪器设备也不相同，总体来说，根据上述监测分类，各类中常用的监测设备有：

①应力（压力）变化测量设备有：空芯包体应力计(压力计)、压磁应力计、钻孔应力计、压力盒、测力计、应变计、液压计、光弹应力计等；

②内部微破坏的监测设备有：声波仪、声发射仪等。

选用的监测设备

⑴岩体应力测量

回采时的岩体压力监测，根据位置和精度要求的不同可选用钻孔应力计进行测量。

⑵岩体声发射测量

为了解矿柱回采时的岩体破坏情况,采用声发射仪对岩体微破裂产生的声发射进行监测与定位。

声发射仪按通道的数量可分为单通道声发射检测仪和多通道声

发射源定位和分析系统。单通道声发射检测仪可进行声发射信号的多种分析，但无法进行声源定位；多通道声发射源定位和分析系统则可进行多种分析和定位。目前单通道声发射检测仪多为便携式，用于井下监测方便，且价格远低于多通道声发射源定位和分析系统，现场使用较多。多通道声发射源定位和分析系统目前多采用电缆线连接探头和主机进行实时监测，信息准确性和可靠性较高。

监测网布置

监测内容

1、岩体二次应力测量：当在围岩及矿体内进行掘进与开采，形成不同深度水平、不同方向延伸的各种井巷、采场，就不同程度地破坏了原有的应力平衡状态，在岩体自重、地温、地下水、构造应力和采掘活动等诸因素的作用下，围岩与矿体会在一定范围内进行应力重分布，产生不同程度的应力释放或应力集中，形成应力扰动区，这种岩体应力重分布又称为岩体二次应力。在应力扰动区，当岩体应力超过岩体强度便会引起岩体发生变形、位移、片帮、崩塌、冒顶等地压现象。岩体二次应力测量是地压监测的一项重要内容。通过监测开采过程中采场内岩体二次应力变化；采场上中段岩体二次应力变化；采场东西两侧岩体二次应力变化，了解开采过程中岩体二次应力变化规律，为不断地优化采掘设计提供依据。

2、岩体声发射监测：岩体的冒落和崩塌以及岩爆是造成井下伤亡事故和生产停顿的主要原因之一，在井下施工中，工人经常听到岩石的声响，并以此作为岩石破坏紧急险情的警报。室内和现场观测研

究表明，岩体开挖引起的应力重分布，导致岩体内部产生破裂或是原有裂隙的进一步扩展，当岩体内积累的变形能释放时，应力波同时向外传播，发出一系列声发射信号（也称地音），声发射信号的强弱多寡与岩体特性和受力状况有关，并且在岩体破坏前有一个急剧增加的过程，因此，岩体声发射监测可以预测岩体的稳定性，以及预报岩爆。故采用岩体声发射监测技术监测开采过程中采场顶板和空区周边岩体的破坏情况，为回采作业提供安全保障。

监测网布置原则

为了观测受开采影响的岩体是否破坏，采集到可靠和全面的岩体变化情况，根据技术和经济的可能条件，力求体现以下原则：

⑴监测点选择在受采动影响最敏感且矿岩整体性好，节理裂隙不发育的地方；

⑵主要观测回采分段矿体及围岩的应力变化、空区围岩应力变化。

⑶钻孔应力监测点的间距一般为60m左右。

⑷声发射监测点沿矿体走向和倾向在空区周边的中心位置布置监测点。

监测仪器的安装和使用

地压监测通常都是多方面、多手段的综合监测。根据此次监测范围大、兼顾短期及长期监测等因素。本着简单、实用、经济的原则选用以下几种监测手段：

(1)采用钻孔应力计测量压力变化值；

(2)采用声发射仪器监测空区围岩的变化；