地下采礦活動對危巖形成過程的影響分析

王國欽

摘要：地下采礦活動之中，極易出現危巖坍塌事故，而導致此現象發生的主要原因是由于采礦活動的實施。因為自身結構影響，再加上強降雨天氣等諸多因素，巖體的內部會有很多細小裂縫，而采礦過程中極易加寬加深巖體裂縫，進而構成了主控結構面，當開采力度不斷加大以后，或者是降雨天氣來臨，危巖失去穩定性造成滑坡等危險事件。此次重點針對地下采礦活動中危巖形成過程，以及對周圍產生的不良影響做一個詳細的分析和探究。

關鍵詞：地下采礦;危巖;影響

一、地下采礦活動對危巖穩定性的影響

（一）危巖的炮采影響

地下采礦活動中，會對危巖帶來較大的影響，使其穩定性受到破壞，具體體現在以下兩方面：第一，炮采、巖爆帶來的影響;第二，采空區帶來的影響。在礦山開采中，炮采是主要的方法，當采空區不斷擴大時，上部覆蓋的巖體便會出現局部應力的高度集中，在達到某種程度的時候，巖爆發生。巖體內動荷載傳播依賴于應力波，距離不斷增加，應力波衰減，若危巖體控制在范圍以內，增加了巖體下滑力度，降低了穩定性。當擴大了開采程度時，改變了巖體地質結構，應力重分布，危巖體后方產生了拉應力的集中，主控結構面的尖端有剪應力集中發生，應力集中到達某一范圍時，巖體便會崩塌。

（二）巖爆產生的沖擊力影響

礦山開采時，炮采、巖爆會有動荷載產生，進而導致巖體速度加快，較快的速度在慣性的作用下導致頂部巖體出現了裂縫、位移等，不斷延伸至地面，在動荷載作用之下，原來的裂縫擴大。炮采、巖爆使危巖體穩定性受到了較大的影響，主要表現為以下兩方面：第一，受到慣性的影響，動荷載呈現水平力，此力和危巖體運動方向保持著一致性，進而增加了危巖體下滑力，降低了穩定性;第二，受到爆破震動的影響，降低了巖體主控結構面抗剪性。巖體內由于受到炮采、巖爆引發的巖體應力波與震動的影響，抗剪強度呈現下降趨勢，以摩爾破壞庫倫準則為重要依據，危巖體下滑力大于抗剪強度的時候，極易出現崩塌。

（三）采空區的影響

采礦活動影響危巖的穩定性，具體體現在以下兩方面，炮采、巖爆影響最為明顯。炮采、巖爆所產生的應力波、振動會對巖體穩定性有影響。不過，其中還有一項是關于采空區的危巖坍塌現象，由于采空區的出現造成的危巖也不在少數，每個礦洞都有采空區，怎樣在礦區中平衡這幾個采空區，在每個礦洞中留好礦柱，支撐整個底下礦區的平衡，減少危巖的出現率，這是工作人員還需要研究的地方。

另外，采空區也會影響危巖穩定性。人類對于礦區進行過度采空，導致形成采空區的出現。采空區缺乏有力的礦柱子支持，調整了巖體內應力，頂部存在拉應力，巖體沿結構面不斷拓展，產生較強的拉張力，出現了裂縫，或者是加寬加深了原來的裂縫，采空范圍日益拓展，再加上降雨等，裂縫也會有所變化，向下不斷擴展，自重影響下，裂縫底有應力集中現象，巖體出現了嚴重的變形，應力集中到某一范圍時，危巖體出現了斷裂與崩塌。由此可以看出，采礦活動會影響到危巖，這些都會導致危巖發生坍塌，最終危害工作人員的人身安全，怎樣遏制危巖的形成是我們應當注重的要點。

二、地下采礦活動中應力波和震動作用在巖體內的傳播

（一）地下采礦活動中炮采和巖爆傳播的影響

炮采、巖爆會引發應力波、強烈的震動，當出現爆炸情況時便會產生應力波，而且以縱波為主，危巖體臨空面會受到波射疊加影響，危巖體周圍形成周期性振動，當震動的強度加大的時候，引發超壓，在達到一定程度的時候，巖體便會有崩塌現象的發生。巖體本身也存在較為明顯的不均衡性，再加上巖體內結構面、縫隙較為復雜多變，現場施工的時候多以對危巖體變形、速度、加速度分布等進行檢測的方式為主，以此來判斷采礦活動對危巖形成過程的影響程度。

（二）應力波和震動作用在巖體內的衰減

礦山開采會對周圍有影響，震動力的增強，巖體有了明顯的速度變化，巖體自身不均勻，復雜多變，在傳播時加速度引發的慣性力會呈現出逐漸變弱的趨勢，最開始時為沖擊波，最后慢慢的衰減，形成了地震波，對于巖體的影響也越來越小，爆破作用區主要集中于壓縮波作用范圍內，導致巖體出現拉斷等現象。危巖體關鍵節點峰值加速度大于臨界值的時候，便會產生崩塌，巖體本身較為復雜，峰值加速度的測定也只能通過現場試驗來完成，也可以進行大致估算，主要借助的是模型試驗、數值模擬等。

三、地下采礦活動中磨子巖形成機制分析

（一）磨子巖危巖概況

最近幾年，磨子巖也出現了較大規模崩塌，單次塌方量達五個平方米，有時也會出現小規模崩塌，造成整個地下采礦過程中，礦洞的不穩定情形，這對于地下采礦活動中的工作人員的生命安全造成了極大的危險隱患。危巖帶處在新華夏構造體系川東褶皺帶華鎣山復式背斜的次級褶皺龍家灣背斜的東翼，裂隙發育且正下方，此區域內經常會出現采礦活動。

（二）磨子巖危巖形成機制分析

在危巖區域內經常會出現褶皺以及斷裂，所以裂縫也非常多，使巖體完整性遭遇破壞，臨空外傾結構面進而形成;由于受到新構造的頻繁運動，再加上河流下蝕切割的作用下，進而形成了現有的陡崖帶，使原來巖體應力平衡度發生了變化，發生了卸荷回彈效應，在陡崖帶外部臨空面周圍，極易出現應力分布以及集中，在主應力的作用之下，出現了裂縫，卸荷裂隙進而形成，這也是危巖體產生的主要原因;后期人類進行地下開采的過程中，會使得危巖形成，增加危險隱患，最終造成不良影響，加寬加深了卸荷裂隙，將母巖體進行了切割，進而產生了單個危巖體，并且緊挨著母巖體，較大的裂縫，只能依賴于摩擦力、剪力保持平衡度，如果一旦被觸發，便會出現滑移式的崩塌。在危巖體的內部存在著諸多裂縫，在不斷風化與切割的作用之下，單個危巖體支撐力變弱，極易出現墜落式的崩塌。

結語

地下采礦活動會造成周邊環境中出現很多危巖，形成危巖的主要因素就是人為開采，對于采礦過度產生采空區等等。人類在進行地下采礦的時候同樣也會造成危巖體崩塌，主要表現在炮采、巖爆兩方面，不僅是對周圍生態環境的影響，以及對于這些不良危巖造成的影響，使得巖體下滑，或者遇見大風暴雨天氣造成滑坡等現象。這些都是不可估量的損失，我們在地下進行采礦活動的時候一定要注意減少危巖形成的舉動和因素。

參考文獻

[1]殷躍平.斜傾厚層山體滑坡視向滑動機制研究——以重慶武隆雞尾山滑坡為例[J].巖石力學與工程學報，2010 （02） .