[發明專利]一種硬巖礦山地壓耦合預測的方法

有效

• 申請號: 201510824708.3
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105467429B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 王曉軍;鄧書強;趙奎;韓建文;肖偉晶;曹世榮;李永新
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V9/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發明公開了一種硬巖礦山地壓耦合預測的方法，本發明主要體現為針對硬巖礦山地壓顯現的應力與聲發射的耦合預測方法。與現有技術相比，本發明針對以上多種監測方法在預測巖體穩定性的信息及方法缺陷，提出技術適用強、準確性高的硬巖礦山應力?聲發射聯合監測方法。實現多種監測方法采集信息的耦合分析，從技術原理上摒除單一監測技術信息反映的缺陷，從而得到一套完整而有效的地壓監測預測方法，準確預測殘留及難采礦體回采過程的地壓狀況，保障作業人員及設備的安全，實現硬巖礦山地壓準確預測，具有推廣使用的價值。

技術領域

本發明涉及一種礦物勘測技術，尤其涉及一種硬巖礦山地壓耦合預測的方法。

背景技術

目前，我國部分老礦山開采面臨著深部資源儲量有限，而開采前期遺留了大量的礦柱或難采礦體尚未回采的現象，這部分礦體礦量大，品位高，極具回采價值。但殘留或難采礦體大都集中在地壓區，這些區域在前期回采過程中經歷了多次反復擾動，致使回采區域應力較大，巖體強度弱化嚴重，使得回采面臨較大的安全風險，為保障安全高效回采地壓區殘留及難采礦體，須在回采過程中輔以適用的地壓預測的方法，合理判斷礦體穩定性，指導安全生產。目前，礦山主要地壓監測及預測方法包含以下幾方面。

其一，位移監測

位移監測法測量礦巖內部由于應力作用導致的外部位移，該方法更多的應用于長期使用的巷道內或地壓顯現前期暴露處的位移監測。該方法快捷方便、成本低，但不適用于地壓顯現嚴重和充填后的采場等區域，且該方法更多憑經驗對變形變化規律進行分析，對地壓區巖體穩定性評判存在滯后性和不確定性。

其二，應力監測

應力監測法是把監測元件安放至礦柱內部，充分測量內部應力變化，指導后續采掘工作，具有很強的抗干擾能力。單一的應力監測儀器能依據監測結果判斷礦柱應力變化情況，進而反映局部區域應力集中與釋放的規律。但應力監測僅限于判斷巖體支撐部位應力的大小變化情況，對于巖體是否破裂以及由破裂引發的承載能力下降甚至失穩無法進行判別。因此，依靠單一的應力監測方法無法預測回采地段巖體穩定性狀況。

其三，聲發射監測

聲發射監測是利用聲發射信號推測聲發射機理及傳播介質特征的技術。巖石受力變形時，巖石小裂紋周圍應力集中，應變能較高，隨外力增加，裂紋擴展，從而貯存的一部份能量以聲波形式釋放。被聲發射監測儀接受，借此判斷巖體的破壞情況，目前在礦山巖體穩定性預測中被廣泛應用。但實驗室反復試驗已經證明，巖石在受壓全過程都會產生聲發射現象，即承壓過程的微裂紋閉合以及重新張開直至大面積裂紋貫通都伴隨著聲發射現象的產生，聲發射監測接受到的信號可能是承載壓力的各個過程，而實際只有裂紋擴展貫通階段才是巖體失穩的前兆。因此，現場單一聲發射監測也不能準確預測巖體失穩。

以上各種地壓監測預測方法都體現出手段單一，無法得到準確預測信息的缺點，在硬巖礦山難采礦體和殘留回采過程中,由于巖石堅硬，承受次生集中應力較強，存儲應變能較大，一旦發生巖體失穩，極易誘發沖擊地壓，對安全回采形成極大威脅。目前針對硬巖礦山巖體穩定性監測預測的主要方法有應力監測和聲發射監測等主要技術手段。但兩種技術手段在監測和預測方法上主要存在以下缺陷。

(1)監測方法單一

目前在硬巖礦山地壓監測中多采用應力監測或聲發射監測，采用單一監測方法僅能對回采過程中的巖體應力變化情況和內部結構破壞情況進行分析說明，但兩種方法都不能獨立說明巖體是否處于破壞狀態，對于難采和殘留礦體回采而言，無論采用哪種監測方法都不能準確判別地壓狀況。

(2)預測結果片面