摘要：岩爆是工程施工中经常遇到的地质问题，特别是长大、深埋、高原少水地区，其带来的危害也越来越受到人们的重视。然而，岩爆是一种受多因素影响的极为复杂的岩石失稳现象，具有很强的突发性、随机性和危害性，给深部地下工程设计、施工与生产等带来前所未有的挑战。目前我国有20余座地下金属矿山已经发生或正在经历岩爆灾害，且主要自东北至西南近海岸线一侧呈“S”型分布，近30年来发生岩爆的矿山数量呈递增趋势。有多位学者从机理、预测及防治等角度对岩爆展开研究，揭示了不同类型岩爆孕育过程的机制和不同施工方法诱发不同类型岩爆的微演化规律。基于此，本篇文章对采矿工程岩爆与地压灾害预防与治理技术进行研究，以供参考。

关键词：采矿工程岩爆；地压灾害预防；治理技术；应用分析

引言

作为一种产生机理十分复杂的动力破坏现象，岩爆的影响因素较为多样，其中包括岩体自身的结构类型、物理力学性质、地下水、原岩应力、开挖后扰动影响以及其本身的岩爆倾向性属性等。而随着人们对深部岩土体及矿产资源的开发利用，岩爆现象越来越多的出现在工程技术人员的视线中，其较高的研究价值吸引力与较大的研究难度也吸引着国内外众多学者进行研究。目前对岩爆现象的研究主要集中在其产生机制和预测及控制技术两方面。在岩爆的防护与控制的研究上，目前对岩爆防治方面的研究上大多集中在“高应力、大断面、大埋深”的工程中，并在岩爆发生的时间及区域等方面已经取得了一些进展。此外，与其他岩土工程领域相比，深部金属矿山中的岩爆破坏现象又与一个大范围内的各个采场往往处于复杂重叠相互扰动的开采状态密切相关，因此需要格外关注。因此，分析其岩爆倾向性，并给出了科学有效、安全经济防护设计建议，为后续深井安全开采提供了技术支撑。

1采矿工程的相关概述

1.1采矿工程

我国的矿产资源丰富，而矿产资源的存储与经济发展之间关系密切。因此，无论是人们的生产还是生活对于矿产资源的需求量都居高不下。采矿工程施工过程中，应当加强对于地理环境的考察，同时还应当做好现场管理工作，防止由于外界因素以及施工现场中的各种因素影响到施工的安全。根据产生问题的不同原因提出相应的解决对策，同时不断地提升安全管理的水平，优化矿产开采的方案，能够提升采矿工程施工的安全保障。

1.2采矿工程中的主要危险有害因素辨识与分析

在辨识危险有害因素的过程中，应先明确评价对象的实际情况，并对危害因素存在的方式、可能出现的变化规律以及危害途径进行确定。上述环节在安全评价过程中意义重大，是后续得出评价结论及制定对应安全建议十分重要的原则与依据，危害因素主要指具有危险和有害性的事故、环境及过程。事故包含触电、火灾等；过程包含运输等；高温、雷电、雨雪等属于自然环境；此外，违章的指挥与操作也应予以辨识。结合矿山企业在采矿工程中的实际情况，参照《企业职工伤亡事故分类》，对事故致使因素以及事故导致的伤害方式和程度进行综合分析，大多数情况可确定矿井存在的主要危险有害因素有：瓦斯、煤尘、顶板、火、水、爆炸材料和井下爆破、提升运输、电气、机械、有毒有害气体等。

2采矿工程中爆破技术与岩爆特征

2.1采矿工程中爆破技术的原理

爆破就是用火药的能量摧毁某一目标的原有构造。一般的工业炸药在发生剧烈的化学反应后，可以释放出高达4.72×108KkW的功率，温度可达3000℃，气压可以达到几千到10，000MPa，比地球上的普通材料高得多。在高温和高压的作用下，爆破物品原本的结构已经被彻底摧毁，变成了液体和弹塑性两种形态。同理，将爆破应用于矿山开采，可对矿山岩层进行有效的破坏、溶蚀、震击、压击或抛掷。

2.2岩爆段特征

采矿发生岩爆问题，表现为干燥坚硬的岩石，无明显的发生征兆，经过仔细的寻找之后，确认无明显的空响。常见无石块掉落可能的位置突然发生爆裂岩石声响，并应声落下石块，部分石块暂时不会掉落，区别与塌顶与侧壁坍塌问题。出现岩爆问题，一般情况下会从洞壁围岩的母体中弹射出岩块，且多为不规则的片状岩块，中间厚两边薄，尺寸多为几厘米薄片，个别较大能够达到几十厘米宽度。岩爆发生的结构点位通常情况下在新挖掘的掌子面或是与掌子面的洞径处于1～3倍的范围内，个别也可能会与新挖掘的工作面较远。暴露时间越长，岩爆发生的概率越小，一般情况下的岩爆可能会在16d内发生，但是同样也会出现滞后一个月或是数月的情况。

3采矿工程岩爆技术的应用分析

根据以往工程实践揭示，岩爆的发生主要是岩体本身储存大量弹性应变能和高地应力，开挖后失去侧向抵抗力，应力突然释放而发生的岩石爆裂弹射迸出的现象。岩爆的发生具有突发性、不可预见性，发生时间主要集中在爆破后1～6h，但开挖支护一星期后或半个月后还存在发生的可能。岩爆发生部位大多集中在拱腰和边墙，拱顶其次，掌子面正面和底板较少。发生时形态多呈现薄片状、棱片状、块状和板状剥落、弹射和飞出，时常伴有坍塌，声音多呈现鞭炮声、劈啪声、闷雷似响声、清脆的爆裂声、炸药爆破似声响，零星间断或持续时间较长。对于不同等级的岩爆，首先结合地质勘探资料、物探、钻探和智能型凿岩台车搭载的地质分析系统，以及开挖后揭示的地质信息进行分级，制定不同的处理措施和防护措施。岩爆段施工的主要原则是“以防为主，防治结合”，具体主要从以下几个方面入手：（1）对周围围岩加固。针对低岩爆，主要采用全断面光面爆破开挖；针对中等岩爆，主要采用30～50m超前导洞，来对岩爆超前预报和超前释放地应力；对于烈度较高的岩爆区，可采用锚杆加固体系、增加支撑钢架及整体网、喷射纤维混凝土等措施。（2）通过外部干扰，弱化岩体的力学性质。中等以上的岩爆主要采用打应力释放孔、超前应力解除爆破、超前高压注水和预裂爆破来弱化岩体力学性质和调整围岩应力。（3）防止能量集中和调整围岩应力状态。研究表明，对轻微岩爆或中等程度岩爆，柔性防护网系统有着较好的防护效果，光面爆破技术也是防止应力集中和调整应力状态的有效方法。（4）上述三者的有机结合。

4地压灾害预防与治理技术

矿井冲击地压防治、提高煤层透气性（以增加瓦斯抽采率）、煤层自燃防治和煤尘防治措施中都涉及煤层注水、水力压裂、水力割缝、压注阻化剂等水力化措施，采取措施的地点、时段也大致相同，但现有技术多为单项防治技术，且技术负责和施工单位一般为煤矿的抽采队、通风队、防冲队、防火区等不同部门，常出现作业队伍不同、作业地点和时间冲突等情况，造成人员、物资与时间的较大浪费。为此提出了冲击地压煤层“钻-割-压-抽-注”多灾害协同防治方法，将不同灾害防治措施的优点结合起来并做到扬长避短，使治理措施涵盖工作面形成至工作面回采结束的全时间段，真正实现“一孔多用、多灾害综合协同治理”的效果，破解各种灾害治理措施的重复性。

结束语

在科学技术进步与发展以及绿色发展可持续理念影响下，我国采矿工艺技术也实现了现代化发展。所以，有关采矿工程岩爆与地压灾害预防与治理技术进行研究与讨论，根据实际情况，选择最佳开采技术工艺，实现环境与资源保护，推动开采工作的持续稳定发展。

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