一 引言

随着国内矿山浅部资源持续枯竭，矿产开采深度逐年递增，千米级深部开采已成为行业常态。深部矿体普遍赋存于高地应力复杂地质环境中，受原岩应力高、构造条件复杂、采掘扰动强烈等多重因素影响，开采过程极易诱发岩爆、围岩大变形、片帮垮落、采场失稳等地压灾害，灾害突发性强、破坏性大、防控难度高。传统浅部开采工艺与常规支护模式已无法满足深部安全开采要求。

为此，立足深部矿山实际工况，以主动调控地压、防控动力灾害、保障安全高效回采为核心目标，整合采场优化、卸压解危、协同支护、智能监测等关键技术，形成深部高应力矿体一体化开采技术方案，保障深部矿山安全高效开采。

图1-1深部地下矿山采场实景

二 深部开采主要灾害诱因

深部矿体赋存环境呈现 “三高一大” 特征：高地应力、高地温、高渗流水、采动扰动大。

1.开挖卸荷促使岩体内部集聚弹性能量快速释放，诱发岩爆、冲击破坏，属于突发性动力灾害；

2.软弱围岩产生时效流变变形，巷道持续收敛、底鼓、片帮，支护结构频繁损坏；

图 2-1 深部巷道围岩垮塌现场

3.采空区形成应力转移带，矿柱、相邻巷道持续承受集中应力，形成区域性失稳隐患；

4.地下水、爆破振动、构造破碎带多重条件耦合，进一步弱化岩体自身强度，扩大灾害影响范围。

三 关键技术实施路径

（一）采场方案动态优化

利用三维地应力数值模拟，摸清矿区主应力方向、应力集中区域。优化矿块尺寸、回采推进方向，采用间隔回采、分区开采模式，避免大面积同步开挖。合理保留调控矿柱，引导高应力向非作业区域转移，从布局上降低地压灾害风险。优先选用充填采矿工艺，依靠充填体支撑围岩，限制岩层移动，抑制应力持续聚集。

图 3-1 开采应力数值模拟云图

（二）分区岩体卸压治理

针对采掘前方、巷道两帮、采场边缘等高应力危险区域差异化实施卸压措施。完整岩体采用深孔预裂爆破、定向水力压裂；中等破碎围岩采用大直径钻孔卸压。通过人为制造裂隙通道释放岩体应变能，弱化围岩冲击倾向性，为后续采掘与支护创造安全条件。

（三）让压型复合支护体系

摒弃刚性支护思路，采用 “高预应力锚索 + 锚杆 + 金属网 + 喷射混凝土 + 让压装置” 耦合支护结构。允许围岩可控释放变形能量，同时支护系统持续提供稳定支护阻力。针对深部流变巷道，定期开展变形复测，及时补强支护，降低巷道返修频次。

图 3-2 锚杆锚索支护施工现场

（四）多源监测动态管控

建立微震监测、围岩表面位移、岩体应力、钻孔裂隙观测综合监测网络。持续采集岩体破裂信号与变形数据，划分三级预警阈值。一旦监测指标异常，及时下达预警指令，采取暂停采掘、强化卸压、加固支护等处置措施。

图 3-3 微震监测三维事件分布图

四 技术总体思路

改变以往 “灾害出现后被动治理” 模式，构建源头优化 — 主动卸压 — 支护承载 — 动态预警全链条防控体系。 优先通过采场规划从源头规避高度应力集中；对高风险区域实施主动卸压释能；配套适配高应力环境的复合支护体系；依靠在线监测实时掌握围岩状态，根据监测数据动态调整采掘方案、治理措施，实现由被动防护转向主动防控。

五 总结

深部高应力矿体开采的核心矛盾，在于采掘扰动与岩体应力平衡之间的动态博弈。地压灾害治理应当摒弃被动应对模式，整合开采布局、卸压治理、支护加固、智能监测等技术形成成套方案。

伴随开采深度不断增加，深部地质环境日趋复杂，持续深化多场耦合灾害机理研究，推广智能化、精准化开采防控技术，是深部矿山未来发展的必然方向。通过不断完善深部开采技术体系，有效防范各类动力灾害，推动深部矿产资源安全、高效、绿色开发。