招金矿业股份有限公司河东金矿 山东 招远 265400
摘要：目前金矿的开采主要集中在地下采矿，深部采金生产受到多方面的地压控制技术的制约，所涉及到的技术有包括矿山规划所需的岩石力学，以及岩石的各种内部和外部加固技术等。目前岩石应力、温度和产量在不断的增加，地压控制技术还不够完善，必须进行进一步的完善与发展。
关键词：地压控制技术、应用现状、未来展望
1．前言
随着人们对于岩石力学的不断探索，对其的了解也在逐渐的深入。目前得益于科学技术的发展加固材料也有了长足改善，这些使地压控制技术的进一步发展成为可能。采金生产的深度的加大，使得应力增大。为改善采矿环境和提高矿石回收率，已采取一些重要步骤，才形成了现今南非金矿的地压控制方法。
2.地压控制技术的应用现状
2.1设计
为应用电子计算机进行设计和预测，已编制出大量的程序。应用南非矿山研究院编制的Minsim程序可设计出在可接受的应力条件下达到最高回采率的未来采矿方法，并可分析过去的采矿法，以识别不规则的地质条件的相对重要性，以利于预测。在试验和采用新的设计时，可进行新的调整并确定新的支护要求。
2.2.监测
为协助设计人员，对应力和地压运动进行监测是重要的。虽然设计中的失误和成功之处往往是显而易见的，但有了精确的监测便能确切指出在整个设计中哪些因素是关键性的。电子学已有巨大的进展。除了较普通的当地矿山监测外，地震活动监测网也是重要的。在必要之处设置灵敏的监测仪，能不断提高矿山设计和预测能力的有效性。
2.3材料
虽然传统材料(如木材、钢材等)仍然在地压控制中起重要作用，但改进传统材料和引进新的材料仍日益迫切。除利用设计和监测的结果外，要不断提供较好材料的必要参数。
在南非的大多数矿山，材料运输是一项开支愈来愈大的作业，特别是同时在不同水平上的许多地点和同一水平上相距较远的地点进行采矿时。设备的可用性影响着有效地使用地压控制材料，例如锚杆支护和喷射混凝土。
为解决这些问题，南非大多数矿山正广泛使用两种主要革新产品。第一种是密封管，它是福斯劳克公司于1975年推出的，继其后而发展的另一些密封管，主要目标是要解决如何能安全使用的问题。要解决这些问题取决于注长质量的控制(如要达到设计性能，这一定很重要)及混合机和水泵的使用和维修是否可能和方便。各种密封管解决了这些问题，提高了劳动效率和减少了水泥的消耗和浪费。
这些密封管的原理和用法都很简单，加上上面提到的可节约费用，使得它作为一种既经济又安全的锚杆注浆材料而被广泛采用。初始的Conbextra密封管综合了包装工厂混制材料方面和使用特殊的水泥添加剂来控制水分吸收和使注浆具有摇溶性和抗缩性方面的几项新工艺。由于这些特点，更易于实现可靠的高强度注浆。注浆粉被密封在一个可透水且湿强度很高的薄膜管中。密封管的尺寸同钻孔的直径相适配。可摇溶注浆的稠度要能使注入容易而注浆又不会溢出上向孔。第二代产品加入了新的化学药剂以提供快速凝固和强度快速增高的注浆。这就使得此产品可在多发爆破地区安全地用作一次性支护，免除了先用临时支护接着又用永久支护的作法。
第二种革新产品是用作喷射混凝土的预先配制好的混合料。研制出Lokerete混合料便克服了需要在适当的地点和时间以正确的比例混合砂和水泥的困难。根据不同的特定需要，已研制出八种此类材料，有早期强度高的、结构牢固的和长远强度高的等等。
3.地压控制技术的未来展望
3.1将来的问题
有些矿山已出现了一些问题，矿山深度增加是大多数这类问题产生的原
因。自然应力的逐渐增大使得采矿所诱发的附加应力更为危险。随着深度的增加，费用也增高，但矿石的高回采率则可获利。
由于成功和失败数据的数据库不断扩充，以及监测输入变得更具代表性和适用性，矿山设计可望得到不断发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这也将为地层支护所需用的材料提供更精确的参数。
对未来的需求已经形成了几个主要方面，下面就矿山联合会(Chamber of Mines),各采矿集团和材料供应部门所一致认定的以下方面加以研讨。
对侗室周围的岩石可提供强大加固力的注浆描杆，其本质是刚性材料，即钢锚杆和具有抗压强度的注浆。这种刚性对缓慢增加的应力有良好的抑制作用，但如在断裂面发生应力的急剧变化时(例如地震活动)，它就是不利的了。这种作用在岩石上的加速力使锚杆中产生很高的应力，引起锚杆断裂，并可导致锚杆和注浆材料的弹性断裂。计算出距离震源50m的地方的地震波速为10m/s。可缩性注浆锚杆的目的是让应力能够以伸缩蠕动方式使锚杆与注浆脱离粘结。重新锚固也许仍是必要的，但对平巷闭合则可有效遏制。在对这种加速力进行详细计算的同时，材料供应厂家正在研究制作更适用材料的途径。这些锚杆显然需要有选择地加以应用，因而需要有良好的设计和预测能力。
标准锚杆还必须具有大得多的加固能力，以承受逐渐增加的荷载，并应在总的支护中起重要作用。正确选择所需的材料是极其重要的。评审过的许多材料之中有以下几种:1.前端弯曲式锚杆:弯曲处伸直后位移可吸收能量。2.橡胶端锚固:使用可吸收能量的材料使能产生伸缩蠕动。3.可缩性注浆:低模量材料，能承受正常载荷，但当应力迅速增加时不能经受脆性破坏。
3.2充填
为回收矿柱或在接近垂直的宽矿体上采用分层充填采矿法时广泛采用充填。充填体的支撑性能则相对并未发挥。顶板及底板通常有自支撑能力，故充填的主要作用是防止矿柱剥落，充填体应具有自支撑能力，但不能承受大的荷载。
南非金矿中多数矿体都是水平的，且顶板闭合的趋势较大，其充填料则必须首先是支护材料，而不是充填空隙的材料。更好地掌握采矿次生应力的规模，周期和分布，有利于正确设计和支护。
支撑性充填料的主要特性是:充填时有流动性，矿柱充填快速固结可减少下沉率;具有不可缩性以保持承载接触;具有短期抗压强度以防止采矿次生应力引起的闭合。
选矿厂矿泥的效果不好，因其吸水需要时间，且会造成体积缩小。传统的胶结充填也不理想，当水合时水泥吸水而引起体积收缩。为克服这种缺点和改善矿泥本身的性能，福斯劳克公司首创了一种改革矿泥的新方法，以改善其可泵性，增大其固结性和强度。在1985年下半年和1986年初，这种材料在坑内进行了试验，其设计方案已在几座南非矿山中进行鉴定。初步结果令人兴奋，将可因充填料而使支护大为改善。岩石的绝热敷层
随着开采深度的增加，采场的热流也加大，冷却费用也因而增高，并可能导致工作方法的改变。在矿山联合会的参与下，材料供应厂家研究了一系列绝热材料用来喷射平巷。矿山研究院指出:材料的热传导应相当于50mm厚的材料，使用或点火时无毒性，经久耐用且便于喷涂。
喷锚网联合支护的作用已获得好评，喷射混凝土在整个系列支护介质中的重要性将日益增加。福斯劳克公司研制的绝热材料目的在于使绝热与支护结合起来。当费用明显降低时，目前用于冷却的开支以及矿山研究院对冷却效率的计算都表明这种材料能够较好地解决隔热和支护问题。
4.结束语
本文对应用岩石力学的现状进行了简要分析，并对其未来对加固材料的要求进行了阐述。南非地区采矿工作对于地压控制技术的顺利发展，对其他国家的采矿工作具有极强的借鉴意义。岩石力学的监测、设计和预测方法在不断地研究与探索当中正日趋准确和成熟，这些对于黄金产业的发展十分有益，地压控制的未来发展可以使得金矿开采行业迅速发展。
参考文献
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论文作者:吕传玺
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/21
标签：地压论文; 材料论文; 应力论文; 矿山论文; 南非论文; 岩石论文; 注浆论文; 《防护工程》2019年第3期论文;