磷矿山体下开采安全预测与技术决策分析构架
2014-11-12陈群
摘要：磷矿山体下开采的风险是十分大的，而且工作的进展要受到复杂的地质地形的影响。只有对矿区地质的开采情况有充分的了解，并做出安全性的预测才能减少安全事故的发生，保证工程的顺利开展。本文作者从事水电工程和矿山施工管理多年，通过Fuzzy数学模型的建立，对开采的安全性进行了准确的预测和计算，为地下矿山开采作业提供了设计参考。
关键词：磷矿山体下 采矿工程 安全预测 技术决策
磷矿山体下的开采工程相比露天的矿山开采，存在着很多不确定的危险因素，尤其是地下岩石移动和山体坍塌等各种事故诱因的影响，开采的难度和危险系数都非常的高。而Fuzzy数学理论的应用，对于预测山体的稳定性有非常大的促进作用。如某地的矿山旁有大量的建筑物，在矿山下进行开采很有可能造成山体滑坡或者坍塌，本文将利用Fuzzy数学理论及模型，对该问题进行安全性的预测和开采技术方案的设定研究。
1 磷矿山体下开采工程的情况概述
该开采工程处在湘西南的山区，地形复杂且地势陡峭，山体坡度一般的都在35°-65°，甚至有的地方已经达到了70°-90°，而最大的相对高差竟达到了240m以上。该区周围的矿产资源非常的丰厚，但是通过地质勘测表明该区岩石的完整性非常差，矿山开采的地区周围有很多的裂缝和断层发育，这对于山体下矿产的开采有非常大的限制。
2 Fuzzy数学模型的建立对本区安全性的预测
对于Fuzzy数学模型而言，可以用地面下沉值Ss=K1K2M（A1）M（A2）来表示，其中K1代表地面下沉的系数，而K2则代表矿产开采的厚度，而这个厚度是一个准确的常量值。而工程还没有确定的一些参数M（A1）则可以由公式来推导出来
M（A1）=ξD1■■exp-ξ3■■dx
其中ξi（i=1，2，3，…）代表的是特定工程的参数，D1代表的是开采地区的条件，而ZH代表的是工程的开采深度。
Fuzzy模式的最大的优点就是能够兼顾所有的影响权重，适用于大量的矿山工程。根据矿山的实际情况得出岩层移动角在65度到70度之间，并根据该测量模型计算出了本区最大的垂直移动量是133.6mm，水平移动量是163.4mm，倾斜值是6.3mm·m-1，大部分地段的水平拉伸变形值是1.5-4.5mm·m-1等，由此判定严格按照设计的方案进行开采，并且在开场边界用一些点柱进行支撑，矿产的开采工程具有一定的稳定性。
3 磷矿山体下开采安全影响因素和技术方案分析
3.1 磷矿山体下开采安全影响因素分析
虽然本区的矿产开发具有一定的稳定性，但是仍然存在着一些不安全的因素，如果不按照开采工程的施工方案进行还有可能存在一些危险，主要有以下几个方面：第一，露天坑的危险因素。由于进行地下开采时上面是露天的矿坑，这些矿坑的石头风化非常严重，一旦受到震动就可能造成露天的边坡垮塌，给矿井下面的开采造成震动。而开采的地方处于亚热带地区，降雨量较多增加矿井的排水量，严重影响矿产的回采。第二，开采准备工作不周因素。矿产开采工程是一项技术性要求很高的工程项目，之前的准备工作必须十分的到位才能较好的减少危险的发生。如一些矿区开采时巷道的断面不够宽，机械设备与人通行不畅，导致开采人员受到机械的挫伤；还有一些关键部位没有设置防火标识，一旦出现火情，工作人员及开采人员没有办法逃生。第三，开采施工不当等因素。开采人员的经验和技术不到位，如爆破时弹药的燃放地点不当或者装的火药过多，造成石头飞出安全区域炸伤开采人员；开采的顺序不当，在没有参考当地的地质情况下导通裂隙水，致使矿井地下水的上涌，增大了矿井的排水量并威胁开采人员的生命安全。
3.2 磷矿山体下开采工程技术方案的设定
根据对磷矿山体下开采工程的预测，可以制定一些切实可行而又安全高效的技术方案，包括以下几个方面：①通过计算分析得出，在坡度较陡的山区进行地下矿产开采，对地表自然坡造成的水平移动性要大于垂直移动性，因此一定要更加注重山体的水平移动和变形问题。②在进行矿山开采时要在采区周围建立地面岩体移动观测站，掌握地面第一手的观测数据，以便应对随时变化的山体，以指导下一步的生产。③矿产开采的顺序应该是先开采山峰的下方矿段，之后向山外逐步推进，如此就能较好的控制岩体的水平移动和变形，而且这样还有利于矿产的回采。④根据计算，该矿山的开采应该坚持在水平面462m以上进行开采，而462m以下的矿体需要作为永久的矿柱来对待，尤其是断层附近更应该保留这些矿柱，而且其宽度应该保持在5m以上，这样才能在矿体开采时更加稳固。⑤爆破工作应该由经验丰富的工作人员来开展，否则不仅会对爆破人员的生命安全造成严重的危害，同时也影响工程的整体进度。
4 结束语
而Fuzzy数学理论和模型的实际应用，证明能够准确预算磷矿山体下开采的安全性和制定切实可行的技术方案，在保证山体稳定的情况下达到矿产开发的目的，在以后的地下矿产开发中具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]彭红明.贵州省开阳磷矿洋水矿区崩塌形成机理研究[D].成都理工大学，2012年.
[2]叶万军，杨更社，王罗惠，刘慧.煤矿安全事故的一种预测方法[J].自然灾害学报，2010（4）.
[3]李小双，李耀基，王孟来.深部磷矿地下开采安全隐患与防治措施研究[J].采矿技术，2013（3）.
作者简介：陈群（1969-），男，湖北黄梅人，水电八局、水电八局工程设备公司市场营销办主任。endprint
摘要：磷矿山体下开采的风险是十分大的，而且工作的进展要受到复杂的地质地形的影响。只有对矿区地质的开采情况有充分的了解，并做出安全性的预测才能减少安全事故的发生，保证工程的顺利开展。本文作者从事水电工程和矿山施工管理多年，通过Fuzzy数学模型的建立，对开采的安全性进行了准确的预测和计算，为地下矿山开采作业提供了设计参考。
关键词：磷矿山体下 采矿工程 安全预测 技术决策
磷矿山体下的开采工程相比露天的矿山开采，存在着很多不确定的危险因素，尤其是地下岩石移动和山体坍塌等各种事故诱因的影响，开采的难度和危险系数都非常的高。而Fuzzy数学理论的应用，对于预测山体的稳定性有非常大的促进作用。如某地的矿山旁有大量的建筑物，在矿山下进行开采很有可能造成山体滑坡或者坍塌，本文将利用Fuzzy数学理论及模型，对该问题进行安全性的预测和开采技术方案的设定研究。
1 磷矿山体下开采工程的情况概述
该开采工程处在湘西南的山区，地形复杂且地势陡峭，山体坡度一般的都在35°-65°，甚至有的地方已经达到了70°-90°，而最大的相对高差竟达到了240m以上。该区周围的矿产资源非常的丰厚，但是通过地质勘测表明该区岩石的完整性非常差，矿山开采的地区周围有很多的裂缝和断层发育，这对于山体下矿产的开采有非常大的限制。
2 Fuzzy数学模型的建立对本区安全性的预测
对于Fuzzy数学模型而言，可以用地面下沉值Ss=K1K2M（A1）M（A2）来表示，其中K1代表地面下沉的系数，而K2则代表矿产开采的厚度，而这个厚度是一个准确的常量值。而工程还没有确定的一些参数M（A1）则可以由公式来推导出来
M（A1）=ξD1■■exp-ξ3■■dx
其中ξi（i=1，2，3，…）代表的是特定工程的参数，D1代表的是开采地区的条件，而ZH代表的是工程的开采深度。
Fuzzy模式的最大的优点就是能够兼顾所有的影响权重，适用于大量的矿山工程。根据矿山的实际情况得出岩层移动角在65度到70度之间，并根据该测量模型计算出了本区最大的垂直移动量是133.6mm，水平移动量是163.4mm，倾斜值是6.3mm·m-1，大部分地段的水平拉伸变形值是1.5-4.5mm·m-1等，由此判定严格按照设计的方案进行开采，并且在开场边界用一些点柱进行支撑，矿产的开采工程具有一定的稳定性。
3 磷矿山体下开采安全影响因素和技术方案分析
3.1 磷矿山体下开采安全影响因素分析
虽然本区的矿产开发具有一定的稳定性，但是仍然存在着一些不安全的因素，如果不按照开采工程的施工方案进行还有可能存在一些危险，主要有以下几个方面：第一，露天坑的危险因素。由于进行地下开采时上面是露天的矿坑，这些矿坑的石头风化非常严重，一旦受到震动就可能造成露天的边坡垮塌，给矿井下面的开采造成震动。而开采的地方处于亚热带地区，降雨量较多增加矿井的排水量，严重影响矿产的回采。第二，开采准备工作不周因素。矿产开采工程是一项技术性要求很高的工程项目，之前的准备工作必须十分的到位才能较好的减少危险的发生。如一些矿区开采时巷道的断面不够宽，机械设备与人通行不畅，导致开采人员受到机械的挫伤；还有一些关键部位没有设置防火标识，一旦出现火情，工作人员及开采人员没有办法逃生。第三，开采施工不当等因素。开采人员的经验和技术不到位，如爆破时弹药的燃放地点不当或者装的火药过多，造成石头飞出安全区域炸伤开采人员；开采的顺序不当，在没有参考当地的地质情况下导通裂隙水，致使矿井地下水的上涌，增大了矿井的排水量并威胁开采人员的生命安全。
3.2 磷矿山体下开采工程技术方案的设定
根据对磷矿山体下开采工程的预测，可以制定一些切实可行而又安全高效的技术方案，包括以下几个方面：①通过计算分析得出，在坡度较陡的山区进行地下矿产开采，对地表自然坡造成的水平移动性要大于垂直移动性，因此一定要更加注重山体的水平移动和变形问题。②在进行矿山开采时要在采区周围建立地面岩体移动观测站，掌握地面第一手的观测数据，以便应对随时变化的山体，以指导下一步的生产。③矿产开采的顺序应该是先开采山峰的下方矿段，之后向山外逐步推进，如此就能较好的控制岩体的水平移动和变形，而且这样还有利于矿产的回采。④根据计算，该矿山的开采应该坚持在水平面462m以上进行开采，而462m以下的矿体需要作为永久的矿柱来对待，尤其是断层附近更应该保留这些矿柱，而且其宽度应该保持在5m以上，这样才能在矿体开采时更加稳固。⑤爆破工作应该由经验丰富的工作人员来开展，否则不仅会对爆破人员的生命安全造成严重的危害，同时也影响工程的整体进度。
4 结束语
而Fuzzy数学理论和模型的实际应用，证明能够准确预算磷矿山体下开采的安全性和制定切实可行的技术方案，在保证山体稳定的情况下达到矿产开发的目的，在以后的地下矿产开发中具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]彭红明.贵州省开阳磷矿洋水矿区崩塌形成机理研究[D].成都理工大学，2012年.
[2]叶万军，杨更社，王罗惠，刘慧.煤矿安全事故的一种预测方法[J].自然灾害学报，2010（4）.
[3]李小双，李耀基，王孟来.深部磷矿地下开采安全隐患与防治措施研究[J].采矿技术，2013（3）.
作者简介：陈群（1969-），男，湖北黄梅人，水电八局、水电八局工程设备公司市场营销办主任。endprint
摘要：磷矿山体下开采的风险是十分大的，而且工作的进展要受到复杂的地质地形的影响。只有对矿区地质的开采情况有充分的了解，并做出安全性的预测才能减少安全事故的发生，保证工程的顺利开展。本文作者从事水电工程和矿山施工管理多年，通过Fuzzy数学模型的建立，对开采的安全性进行了准确的预测和计算，为地下矿山开采作业提供了设计参考。
关键词：磷矿山体下 采矿工程 安全预测 技术决策
磷矿山体下的开采工程相比露天的矿山开采，存在着很多不确定的危险因素，尤其是地下岩石移动和山体坍塌等各种事故诱因的影响，开采的难度和危险系数都非常的高。而Fuzzy数学理论的应用，对于预测山体的稳定性有非常大的促进作用。如某地的矿山旁有大量的建筑物，在矿山下进行开采很有可能造成山体滑坡或者坍塌，本文将利用Fuzzy数学理论及模型，对该问题进行安全性的预测和开采技术方案的设定研究。
1 磷矿山体下开采工程的情况概述
该开采工程处在湘西南的山区，地形复杂且地势陡峭，山体坡度一般的都在35°-65°，甚至有的地方已经达到了70°-90°，而最大的相对高差竟达到了240m以上。该区周围的矿产资源非常的丰厚，但是通过地质勘测表明该区岩石的完整性非常差，矿山开采的地区周围有很多的裂缝和断层发育，这对于山体下矿产的开采有非常大的限制。
2 Fuzzy数学模型的建立对本区安全性的预测
对于Fuzzy数学模型而言，可以用地面下沉值Ss=K1K2M（A1）M（A2）来表示，其中K1代表地面下沉的系数，而K2则代表矿产开采的厚度，而这个厚度是一个准确的常量值。而工程还没有确定的一些参数M（A1）则可以由公式来推导出来
M（A1）=ξD1■■exp-ξ3■■dx
其中ξi（i=1，2，3，…）代表的是特定工程的参数，D1代表的是开采地区的条件，而ZH代表的是工程的开采深度。
Fuzzy模式的最大的优点就是能够兼顾所有的影响权重，适用于大量的矿山工程。根据矿山的实际情况得出岩层移动角在65度到70度之间，并根据该测量模型计算出了本区最大的垂直移动量是133.6mm，水平移动量是163.4mm，倾斜值是6.3mm·m-1，大部分地段的水平拉伸变形值是1.5-4.5mm·m-1等，由此判定严格按照设计的方案进行开采，并且在开场边界用一些点柱进行支撑，矿产的开采工程具有一定的稳定性。
3 磷矿山体下开采安全影响因素和技术方案分析
3.1 磷矿山体下开采安全影响因素分析
虽然本区的矿产开发具有一定的稳定性，但是仍然存在着一些不安全的因素，如果不按照开采工程的施工方案进行还有可能存在一些危险，主要有以下几个方面：第一，露天坑的危险因素。由于进行地下开采时上面是露天的矿坑，这些矿坑的石头风化非常严重，一旦受到震动就可能造成露天的边坡垮塌，给矿井下面的开采造成震动。而开采的地方处于亚热带地区，降雨量较多增加矿井的排水量，严重影响矿产的回采。第二，开采准备工作不周因素。矿产开采工程是一项技术性要求很高的工程项目，之前的准备工作必须十分的到位才能较好的减少危险的发生。如一些矿区开采时巷道的断面不够宽，机械设备与人通行不畅，导致开采人员受到机械的挫伤；还有一些关键部位没有设置防火标识，一旦出现火情，工作人员及开采人员没有办法逃生。第三，开采施工不当等因素。开采人员的经验和技术不到位，如爆破时弹药的燃放地点不当或者装的火药过多，造成石头飞出安全区域炸伤开采人员；开采的顺序不当，在没有参考当地的地质情况下导通裂隙水，致使矿井地下水的上涌，增大了矿井的排水量并威胁开采人员的生命安全。
3.2 磷矿山体下开采工程技术方案的设定
根据对磷矿山体下开采工程的预测，可以制定一些切实可行而又安全高效的技术方案，包括以下几个方面：①通过计算分析得出，在坡度较陡的山区进行地下矿产开采，对地表自然坡造成的水平移动性要大于垂直移动性，因此一定要更加注重山体的水平移动和变形问题。②在进行矿山开采时要在采区周围建立地面岩体移动观测站，掌握地面第一手的观测数据，以便应对随时变化的山体，以指导下一步的生产。③矿产开采的顺序应该是先开采山峰的下方矿段，之后向山外逐步推进，如此就能较好的控制岩体的水平移动和变形，而且这样还有利于矿产的回采。④根据计算，该矿山的开采应该坚持在水平面462m以上进行开采，而462m以下的矿体需要作为永久的矿柱来对待，尤其是断层附近更应该保留这些矿柱，而且其宽度应该保持在5m以上，这样才能在矿体开采时更加稳固。⑤爆破工作应该由经验丰富的工作人员来开展，否则不仅会对爆破人员的生命安全造成严重的危害，同时也影响工程的整体进度。
4 结束语
而Fuzzy数学理论和模型的实际应用，证明能够准确预算磷矿山体下开采的安全性和制定切实可行的技术方案，在保证山体稳定的情况下达到矿产开发的目的，在以后的地下矿产开发中具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]彭红明.贵州省开阳磷矿洋水矿区崩塌形成机理研究[D].成都理工大学，2012年.
[2]叶万军，杨更社，王罗惠，刘慧.煤矿安全事故的一种预测方法[J].自然灾害学报，2010（4）.
[3]李小双，李耀基，王孟来.深部磷矿地下开采安全隐患与防治措施研究[J].采矿技术，2013（3）.
作者简介：陈群（1969-），男，湖北黄梅人，水电八局、水电八局工程设备公司市场营销办主任。endprint
