米小伟
陇南紫金矿业有限公司 甘肃省陇南市 742208
【摘要】在我国矿山开采深度不断增加的状况下，在实际开展矿山开采工作期间岩石力学问题变得格外显著，在一定程度上阻碍着地下开采工作的开展。这就要求我国各大矿山企业要认识到矿上岩石力学问题研究的重要性，对开采冒顶事故频频发、巷道地压显现剧烈、区域地压增大、控制地表沉陷难度大等问题进行研究，在为后续采矿工作提供参考依据的同时，结合实际矿山开采实际需求，保证解决矿山岩石力学问题专业性与有效性的基础上，制定更加完善的综合治理方案。
【关键词】矿山开采；石石力学问题；地压活动；
【引言】在实际落实地下采矿工作期间，岩石力学问题比较显著，对于我国整体矿山的发展具有直接影响。特别是在对比较深的矿山进行开采期间，这一问题会变得更急显著。考虑到大部分的有色矿山都面临着资源逐步减少或是枯竭的问题，很多矿山在向开采深部矿床进行转变。随着矿床开采的深度不断增加，地压活动也会变得更加强烈，进而就会进一步突出岩石力学问题，现阶段有越来越多的矿山被日益加剧的低压活动所影响，导致安全事故发生的频率逐步提升、采矿效率逐步降低，进而就会对我国矿产资源造成浪费。本文从地下开采中的矿山岩石力学问题入手，展开阐述，针对山岩石力学问题研究途径以及控制方法进行深入探讨。
1地下开采中的矿山岩石力学问题
1.1开采冒顶事故频发
在实际落实地下开采工作期间，能否做好采场顶板管理工作至关重要，但是现阶段的采场管理效果仍然具有较大的提升空间，不仅会加大安全事故发生的频率，也会使实际生产条件恶化，这样采矿技术人员将难以进行采矿，甚至还会产生采场跨冒报废问题，如图一所示精准展现出破碎直接顶的具体状况。比方说四川金川锂矿矿区内F1-F2断层、P1和P2两条比较大的破碎带，节理发育，在断层中布置开采期间，在回采的过程中极易产生冒顶事故，在进入到采场工作面时，通常状况下都要进行几个小时的敲帮问顶；还有个别的采场只是初步完成切割工座，这样采场就会产生大面积的塌冒问题。
图一：破碎直接顶示意图（1为顶板的裂隙）
1.2巷道地压显现剧烈
像吐鲁番地区的一些铜矿巷道，位于比较宽且破碎的构造带中，围岩缺乏稳定性，在实际对其进行开采期间经常会发生跨冒问题，甚至存在比较严重的“一掘即跨”问题，如果没有运用超前支护按时将难以通过。
1.3区域地压增大
一旦区域地压增大，在对空区进行处理的过程中就会变得格外困难。当开采技术人员在运用留矿法对矿山进行开采期间，在实际开采过程中会因为没有第一时间处理采空区，而留下相应规模的空场群[1]。在开采范围不断扩大的背景下，空场之间的矿柱就会逐渐失去稳定性，也会使空场暴露的面积逐步扩大；使区域地压活动变得更加剧烈的同时，也会对相邻矿块和下部矿体的开采带来严重影响，甚至还会使大量的矿柱矿量难以进行回收。
1.4控制地表沉陷难度大
四川金川李家沟锂辉石矿区主要就是森林覆盖区，其会受到国家自然林保护政策的限制，如不允许地表产生塌陷现象，所以在实际开采期间能否做好采场地压活动控制工作非常重要。
2岩石力学问题研究的途径和方法
2.1岩体稳定性分类
岩体稳定性分类能够为正确选择采矿方法、确定采场结构参数等工作提供参考依据，其也是岩石力学问题分析的基础条件。有多种不同模式的岩石稳定性分类方法，其中掘进质量指标Q分级法、地质力学法、岩石质量指标和矿山开采岩体分级法等，都是较广泛的应用方法。在实际对岩体稳定进行评价和分类时，通常状况下都会采用工程岩体结构调查、室内岩性试验相结合的方法，主要的工作内容就是对现场岩体稳定条件以及变化状况进行调查。
2.2原岩应力测量
地下开采中的采矿工作都是在特定的环境下来开展的，如矿岩介质中开采之前会受到原岩应力的作用处于平衡状况，而在开采之后矿岩平衡状态就会被打乱，此时急需进行重新分布，这样不仅能够降低一部分岩体的应力，也会提高一部分岩体的应力。回采之前的盈利方向、大小等因素，都会直接对采动应力的分布以及集中程度造成影响。基于此，就要精准掌握回采前的应力状态，其对于全面掌握采动应力分布规律具有重要意义。
2.3采场地压分布规律研究
在开展矿山开采工作期间，要不断的转移和调整应力，考虑到在特定应力环境中的分布状况会有所不同，进而也会使采场地压的实际显现程度产生差异。在实际采矿过程中所引起的应力重新分布规律，能够对开采中的顺序进行调整，这样有助于降低或是消除地压活动所造成的影响。在对采场地压进行研究期间，主要包括不同开采步骤引起的应力转移规律，承压力与水平应力集中的作用范围和影响程度；充填体作用机理，地压显现与相关因素的联系等。
2.4地表岩层移动规律研究
地表沉降、岩石移动规律都是实际对岩层进行控制期间的重要理论指导，通过对其进行充分研究和利用，能够预测出地表沉降的趋势，能够对地下开采工作进行有效指导，在为调整采矿结构提供相应参数的同时，能够为确定回采顺序提供重要保障。
2.5岩层控制技术研究与应用
岩层控制技术就是实际开展矿山开采工作的一种关键性技术手段，在对岩层控制技术进行研究期间，主要包括以下三方面具体内容[2]。一是应力技术，主要及时通过对应力进行调整和转移，对有害的应力进行集中控制，或者是可以实现卸压开采。二是岩体加固技术，通过运用木支护、预锚等技术手段来提升岩体承载的实际强度，进行实现顶板、矿柱、巷道的自我支撑。三是围岩支护技术，通过有效的人工矿柱，充填物料等外部的支撑，进而达到调整围岩受力状态的目的，在对围岩变形问题进行严格控制的同时，能够提升工程围岩的稳定性。实际上，在面对不同的矿床开采条件时，实际应用控制方法也会有所不同，在对矿山实际产生的不同形式岩层失控问题进行深入研究之后，选择并运用相应的控制方法。
例如：在矿山岩石力学问题进行控制期间，要从采矿设计和开采工艺各个环节入手进行研究，通过综合治理的方式，提升岩石力学问题控制效率。要选择合适的采矿方法；对采场结构不断进行优化，采场结构的几何形态、尺寸、空间布置方式等内容都要与矿床的岩石力学条件相吻合。在开采条件不断变化的状况下，对采场结构和实际的布置方向进行优化，充分运用矿岩自身强度来提升采场稳定性；同时还要对优化回踩顺序进行优化，做好岩层支护等工作。
结束语：
总之，地下开采中的矿山岩石力学问题，已经对我国矿山的发展造成了严重影响，矿山开采技术人员要认识到问题的严重性，结合实际状况，选择并运用正确的方式对矿山岩石力学问题进行研究，通过对岩石力学理论指导进行正确应用，来对采矿设计以及开采期间的各个工艺环节进行控制，进而使矿床能够顺利进行回采。
参考文献：
[1]杨天鸿, 张春明, 于庆磊,等. 金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真教学实验中心建设与教学实践[J]. 教育教学论坛, 2019, 411(17):140-145.
[2]高富强. 数值模拟在地下煤矿开采岩石力学问题中的应用[J]. 采矿与岩层控制工程学报, 2019.