综放面遇陷落柱围岩裂隙演化规律及推采控制探讨.docx

综放面遇陷落柱围岩裂隙演化规律及推采控制探讨
1.引言
在地下工程中，遇到陷落柱问题是一个相对常见的现象，它是指在采矿过程中，某些围岩会出现变形、塌陷，形成陷落柱。陷落柱问题的出现，不仅直接影响采矿安全和采矿效率，而且长期存在的陷落柱，对围岩的稳定性和矿产资源的不断损耗，也会对经济效益产生负面影响。因此，研究陷落柱的演化规律、防治措施及对推采控制的影响，具有很高的工程应用价值。
2.陷落柱的成因分析
陷落柱的形成是由于围岩的扰动和变形引起的。研究表明，陷落柱是由于地下水流和基本应力状态不对称造成的。通常情况下，当基本应力方向与水流方向相互垂直，并且挤压应力大于抗裂纹扩展应力时，围岩就会出现裂隙，这些裂隙随着时间的推移，不断演化，进一步扩展和联合，最终导致围岩萎缩和坍塌，形成陷落柱。此外，地下水的流动也是一个重要的导致陷落柱的因素，因为地下水流动会产生荷载作用，进而使围岩发生变形和松动，形成裂隙并伴随陷落柱的形成。
3.陷落柱的演化规律
针对陷落柱的成因，可以根据不同因素的影响，将其演化规律分为以下几个方面：
（1）岩体应力场演化规律
围岩的应力分布是岩体稳定性和容许开采强度的保证。在岩体应力场中，围岩承受的应力主要是轴向应力和周向应力。因此，随着矿山开采工作的进行，围岩的应力变化也会随之改变。在初步开采时，周向应力向内收缩，轴向应力迅速增大，继而达到最大值，随后稳定下来。在中后期采矿中，周向应力和轴向应力存有较大的变化。
（2）围岩裂隙扩展演化规律
围岩裂隙的扩展包括两个基本过程：一是单纯的裂隙扩展，二是裂隙扩展和发展的断裂过程。单纯的裂隙扩展是指围岩裂隙的不断扩张和联合。对于裂隙的扩展，研究表明，主要受到地下应力的影响，因此，裂隙的扩展是随着时间的推移而不断扩大，裂隙的数量逐渐减少。对于裂隙的联合，则主要是由于注意点固结和提高抗剪强度等因素影响。
（3）陷落柱形态演化规律
随着岩体应力场的变化和围岩裂隙的扩展，陷落柱的形态也会不断演化。初期形成的陷落柱呈稀疏网状，随着围岩裂隙的不断扩展和联合，陷落柱呈现出较集中的簇群式分布，而簇群间则呈现出较松散的结构。
4.推采控制措施
针对陷落柱所出现的现象，为了保障采矿安全，而应从以下方面采取控制措施：
（1）加强围岩钻探和监测
通过钻探等手段，及时了解围岩的裂隙情况，以及围岩的应力情况，为根据实际情况制定合理的控制方案提供依据。同时进行钻孔监测，实时了解围岩的变形情况和位移情况等。
（2）强化预防陷落柱措施
通过采取加固措施、注浆加固等手段，尽可能实行对围岩的加强。在岩体裂隙较小的地区，可以通过注浆加固等技术，将围岩的裂隙进行补强。而在较大的岩体裂隙处，应配合加固措施进行固化加强工作。
（3）科学安排开采顺序和炮孔设计
开采顺序和炮孔设计的合理性，对于降低围岩破坏程度和矿山产量的提高，具有至关重要的作用。在炮孔设计时，应根据岩体应力和压裂特性选取适宜的炮孔和药量，控制爆破震动范围。
5.总结
陷落柱作为一种常见的围岩塌陷问题，已经严重影响了矿山的采矿效率和安全性。依照以往经验，通过加强钻探监测、强化预防措施和科学的开采技术，能够有效地控制和解决陷落柱问题，提高采矿的效率和安全。今后的矿山采矿中，将需要秉承科学和专业的态度，采用更加先进的技术手段，不断完善陷落柱防治的理论研究和技术方案，开创出更加高效、安全的采矿新时代。