【正文】 能力。由于細脈帶礦體上部存在發(fā)火區(qū)，同時受到民采的嚴重破壞，其開采技術條件十分復雜。概述地壓災害是每個礦山都無法回避的危害礦山安全生產的礦山地質災害之一。華錫集團銅坑礦主要生產的三大礦體按上、中、下依次分布為：細脈帶礦體、91號富礦體和92號巨型礦體。目前，細脈帶礦體、91號礦體開采還沒有完全結束，銅坑礦形成了多礦體、多中段開采的局面，除此之外，上部細脈帶礦體、91號礦體的開采和民采破壞區(qū)域形成了復雜的空區(qū)，92號礦體生產規(guī)模的不斷擴大，采空區(qū)不斷形成與擴大，使得銅坑礦的地壓問題越來越突出。地壓問題與地壓災害 廣義地壓和狹義地壓地下采礦，最基本的生產過程就是破碎巖石和礦石，維護頂板和圍巖的穩(wěn)定性。開井送道，如果不加以支撐維護，井巷則發(fā)生變形或破壞。采動影響區(qū)域內的巖體，稱為圍巖；區(qū)域外的巖體稱為原巖，原巖作用于圍巖上的壓力，稱為廣義地壓。 地壓問題與地壓災害 在日常生活中，人們經常耳聞目睹一些因地壓造成的一些災害現象，但到目前為止，對地壓災害還沒有一個準確的定義。而所謂環(huán)境承載能力是指在一定時期與一定范圍內，以及最不利的工程環(huán)境條件下，維持工程環(huán)境系統(tǒng)結構不發(fā)生質的改變，工程系統(tǒng)功能不遭受破壞前提下，工程環(huán)境系統(tǒng)所能承受的最大閾值。地壓災害是由于人類在從事地下工程活動過程中有意或者無意的不當行為，導致工程環(huán)境系統(tǒng)處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)（出現地壓問題），并進一步通過累積由量變到質變，最終在外界或內部小的擾動作用下造成工程環(huán)境系統(tǒng)結構的突變，而失去其為人類服務的功能，甚至對人類生命財產構成嚴重威脅的地壓現象。地壓問題與地壓災害兩個概念盡管有重疊成分，但還是有本質區(qū)別的。地壓問題存在并不意味著有危害性結果產生，地壓災害是地壓問題（地下工程系統(tǒng)處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)）在外界或內部擾動作用下，發(fā)生突變的結果。 由地壓造成的災害，對礦井來說，主要是冒頂片幫；對采空區(qū)處理不當而引起的大規(guī)模地壓活動來說，地壓災害表現為地表開裂、地面下沉、建筑物倒塌、切斷水源等。冒頂事故是井下礦山生產過程中，對礦工人身安全威脅很大，最為頻發(fā)的災害之一。地壓災害的評價方法與選擇 概述礦山地壓災害評價是對礦山地壓災害進行調查、統(tǒng)計、分析、評價的過程。因此，地壓災害評價的內容包括危險性評價、易損失性評價、破壞損失評價和防治工程評價四個方面的內容，其中危險性評價和易損性評價是災害評價的基礎，破壞損失評價或災害風險評價是災害評價的核心，防治工程評價是災害評價的應用。 危險性評價的目的主要是分析評價孕災的自然條件和災變程度，通過分析地壓災害的形成條件和致災機理，確定地壓災害的強度、規(guī)模、頻度及其危害范圍等。破壞損失評價是對地壓災害發(fā)生后人員傷亡數量、核算經濟損失程度，評定災害等級和風險等級。安全評價的概念的提出由來已久，但用于地壓災害和巖土工程穩(wěn)定性評價上只有近一二十年的歷史。國內在地壓災害研究領域也開始了這方面的應用研究的探索，但國內在這方面的應用研究尚不成熟，還未形成理論上較系統(tǒng)的體系，在地壓災害方面，這也是目前的主要研究熱點之一。風險是不確定性結果的一種度量，所謂不確定性就是一個問題的結果存在兩個以上的選擇。安全評價是對一特定時期內涉及安全、財產及經濟損失的可能性及可能程度做出評價的系統(tǒng)過程。礦山工程地壓災害具有多種不同的類型，各種類型災害的致災誘因又各不相同。根據評價時間，地壓災害評價分為災前預評價、災期跟蹤評價和災后總結評價三種類型。根據評價范圍或面積，可將地壓災害災情評價分為點評價、面評價和區(qū)域評價三類。點評價的對象是具體的單一的災害體或災害事件，通過評價，能比較準確地量化它的風險水平和損失程度，可作為防治地壓災害工程設計與施工的依據。其目的是評價一個礦山一定范圍或整個礦區(qū)內的地壓災害的破壞損失程度或風險水平，指導地壓災害防治工程并為區(qū)域開采規(guī)劃提供依據。區(qū)域評價的目的是對因礦產資源開發(fā)導致的對區(qū)域性地壓災害的破壞損失或風險水平進行評價，從而為區(qū)域減災的宏觀決策和區(qū)域經濟規(guī)劃提供依據。表1 礦山地壓災害評價范圍及特點評價類型點評價面評價區(qū)域評價評價對象災害個體災害群體或綜合災情區(qū)域性總體災情評價范圍數十、百、千、萬平方米數萬平方米至數公里數公里以上評價意義為抗災、救災和防治工程的實施提供依據為礦山開采規(guī)劃、災害防治提供依據為礦區(qū)或區(qū)域性防災減災規(guī)劃提供依據評價手段勘察、調查、分析、試驗調查統(tǒng)計、監(jiān)（觀）測、分析區(qū)域性調查、統(tǒng)計評價性質定量化定量化為主，定性為輔半定量、半定性 礦山地壓災害安全評價基本體系災害風險評價可以根據評價對象的不同分為二大類，一類是針對自然災害的風險評價；一類是針對人為災害的風險評價，即針對由人類社會活動而造成的災害的風險評價。根據地壓災害的成災過程和災情構成，把地壓災害基本要素歸納為以下五個方面：①災害背景要素或孕災環(huán)境要素反映礦山地壓災害形成的要素有自然條件和社會經濟條件，其中自然條件主要包括評價區(qū)地質因素—地層、巖性、地質構造與新構造等因素；地形地貌因素—地貌類型、海拔高程、地形高差或切割深度等因素；采礦工藝—采礦方法、充填方法、崩落方式、爆破等；氣候因素—氣候類型、降水量、暴雨程度等因素；水文因素—所屬水系、水位流量變化等因素；植被因素—植被類型、覆蓋程度等因素。②致災體或災害活動要素反映地壓災害活動程度，亦稱為災變要素。③受災體要素或承災體要素主要包括受災體類型、數量、價值，對不同災害的承御能力和災后的可恢復性等。⑤防治工程要素主要包括地壓災害防治工程措施、防治投入、防治效果與防治效益等。從一般意義上說，災情評價的范圍應該包括災害全部過程和各個方面的情況。以災害管理服務中心的災情評價，主要內容是災害破壞損失情況。根據地壓災害災情構成和災害評價過程，本報告將孕災的自然條件和災變程度分析稱為危險性評價，其基本任務是分析地壓災害的活動條件，確定災害活動強度（規(guī)模）、頻度、密度、危害范圍；將孕災的社會經濟條件和受災體分析稱為易損性評價，其基本任務是劃分受災體類型，統(tǒng)計分析受災體損毀數量、損毀程度、核算受災體損毀價值；將災害對人民生命財產所造成的損失分析稱為破壞損失評價，其基本任務是核算人口傷亡和經濟損失程度，評定災度等級和風險等級；將防汛抗災工程分析稱為防治工程評價，其基本任務是分析地壓災害的可防治性，評價防治工程的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。其中危險性評價和易損性評價是災害評價的基礎，地壓災害風險評價是地壓災害評價的核心，防治工程評價是災害評價的應用。圖1 礦山地壓災害安全評價系統(tǒng)結構示意圖 地壓災害危險性評價地壓災害危險性是地壓災害自然屬性的一面，評價的核心是地壓災害的活動強度。地壓災害危險性可分為歷史災害危險性和潛在災害危險性。針對不同類型的災害的規(guī)模，采用前述的點、面和區(qū)域評價方法進行安全評價。突發(fā)性地壓災害屬于隨機性事件，同時又具有重復性和周期性特點。確定突發(fā)性地壓災害發(fā)生概率的方法很多，常用的有經驗法、動力分析法與條件分析法、歷史災害頻數統(tǒng)計法等。動力分析與條件分析方法是通過潛在災害體的力學機制和形成條件分析，利用數學模型確定災害發(fā)生概率的方法。（2）漸進性地壓災害發(fā)展速率的確定地壓災害發(fā)展速率是地裂縫、地面沉積與塌陷、海水入侵等漸進性地壓災害危險性分析的基礎指針。約束外推法是指通過分析系統(tǒng)內大量隨機現象的變化規(guī)律，確定系統(tǒng)發(fā)展的約束條件，并依此推測系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢的方法。常用的為單純外推、趨勢外推和時間序列分析法。約束外推方法簡便，對于那些有長期災害活動記錄，且災害活動條件比較單一的評價目標最為適用。隨著計算機技術的廣泛應用，在災害評價中還可以采用數值模擬技術，來預測災害活動的發(fā)展速率和不同條件下災害的活動規(guī)模。準確地圈定地壓災害危害范圍，對不同地點、不同類型地壓災害的規(guī)模、活動方式及其破壞能力進行評價，是災害評價和預測災害損失的重要依據。區(qū)域地壓災害危險性區(qū)劃的基本步驟是：首先將評價區(qū)劃分成若干單元，通過分析各個單元地壓災害活動的基本要素、成因機制；然后建立數學模型，利用數學模型對評價區(qū)域進行定量化計算，確定不同單元的危險性指數；最后根據危險性指數的分布特點和自然地理與社會經濟條件進行分區(qū)。 銅坑礦地壓災害評價方法的選擇安全系統(tǒng)工程的內容主要包括事故成因、系統(tǒng)安全分析、安全評價和安全措施4個方面。安全評價方法就是以安全理論、現代數學控制理論等作為理論基礎，用來分析、評價系統(tǒng)危險因素的工具，根據評價目的或采用的基本理論的不同，評價方法有數十種。銅坑礦地質概況與安全開采現狀 地質概況銅坑礦細脈帶、91號和92號三大礦體呈上、中、下重疊產出，地質構造復雜。細脈帶礦體賦存于泥盆系上統(tǒng)同車江組地層中，下部與似層狀的91礦體交組合并。主要礦體走向長度300600m，厚度15110m。在局部地段，碳質頁巖與礦體有一下觸破碎帶，并成片深入到礦體內，巖層交錯產出，擠壓明顯。91號礦體為似層狀細脈浸染交代型礦體，礦脈賦存于寬條帶灰?guī)r、細條帶灰?guī)r和小扁豆灰?guī)r中，礦體呈緩傾斜似層狀，細條帶灰?guī)r是主要含礦層位。~20176。礦體頂板小扁豆灰?guī)r屬較穩(wěn)固巖層；礦體分三層：上下部屬中等以上穩(wěn)固巖層，中部屬中等穩(wěn)固巖層；底板寬條帶灰?guī)r屬中等以上穩(wěn)固巖層。原巖應力場為水平構造應力所制約。突轉為0176。礦床受倒轉背斜和與之大致平行的次級隱伏背斜以及軸向近東西的短軸背斜復式傾伏端所控制。單軸抗壓強度可達80MPa左右，寬條帶灰?guī)r和泥灰?guī)r裂隙不發(fā)育，寬條帶灰?guī)r厚度為15~20m，泥灰?guī)r厚3m左右。礦石堅硬，難鑿易爆，爆破塊度均勻。按“Q值法”的質量評價，圍巖屬中等穩(wěn)固，礦體裂隙發(fā)育，穩(wěn)固性差，尤其在應力集中區(qū)頂板和礦柱極易垮落。礦區(qū)地應力場為：σ1=，近水平方向：σ2=，近水平方向：σ3=，近鉛垂方向。與勘探線方向相近。在空區(qū)周邊，無論水平方向還是垂直方向都有應力集中現象。自1953年開采至今。其中，；。1988年~1990年，原長坡礦與長沙礦山研究院聯合對長坡礦區(qū)空區(qū)與治理情況進行調研，結果指出，長坡礦區(qū)空區(qū)有如下特點：雖然空區(qū)總體積大，但空區(qū)連續(xù)性差，實空比大，達95%左；還留有3~5m 頂柱，80%以上采空區(qū)均殘留有緩沖墊層，后期采取了封堵隔離措施。（2）細脈帶礦體空區(qū)現狀細脈帶礦體87年10月之前，采用無底柱分段崩落法回采，未崩落部分形成了約50萬m3空區(qū)。至今635m以下開采約46萬m3，空區(qū)位于505m～635m之間。1995年～1997年，由于民采破壞窿盜采細脈帶一分層～四分層封閉區(qū)內的保安礦柱和隔火礦柱，致使發(fā)生了細脈帶“”和“”兩次地表塌陷事故。細脈帶505m～570m區(qū)域空區(qū)量主要以Ⅰ試、Ⅱ試空區(qū)為主，已經用廢石進行了部分充填。采空區(qū)分布在374～483m標高，位于14～32線之間。大體上把空區(qū)隔離為五個區(qū)域：即一盤區(qū)、二盤區(qū)、三盤區(qū)、四盤區(qū)和東盤區(qū)。截止2003年底。表42 91礦體采充現狀表(至2003年底）盤區(qū)號采場編號面積m2空區(qū)量m3空區(qū)治理(m3)剩余空區(qū)m3備注充填密閉冒落I盤區(qū)I1+2112568033426　　3377　I1+2I1+1　2560429　　2131　I1+19302374623746　　0　I1+1I試　1195956211397　0　I試9664742047420　　0　I試－I1　20652206520　0　I114454742047420　　0　I1I26604070832336　83720I215225048050480　　0　I2I34562620826208　　0　I314794222742227　　0　I3I45102037020370　　0　I412313312733127　　0　I4O110501610622093577　10320　O1　27972797　　0　O1O270017618132214397　0　O253940844084　　0　小計　41428537071419371837215828　II盤區(qū)II1N5071368751973690480002000年垮II114403267515200963078450　II1II2　1087886452233　0　II215176361663616　　0　II2II3124833081254697612　0　II314404876948253　　516　II3II412603709637096　　0　II4144043138431380　0　II4II5117030983296211362　0　II514403995139951　　0　II5II6　1127610423853　0　II65501650016500　　0　II6II74651577115771　　0　II76001344013440　　0