一

采场夹墙的失稳和破坏是矿山地压活动的典型现象之一，监测并研究夹墙在开采过程中的稳定性，是地压研究中的一项重要内容。

在盘古山钨矿地压研究课题中，根据课题要求，对试验采场夹墙进行了开采过程不同阶段的稳定状态的声波探测工作。

用声波穿透法探测采场夹墙的稳定性一般采用两种方法：（1）在同一中段的二相邻巷道间进行平面穿透测试；（2）在上、下两中段进行中段间的大距离穿透测试。平面锤击穿透测试可探测的距离目前一般在20米左右，而中段间大距离穿透测试的距离约在40~60米。为解决大距离穿透测试的问题，我们在试验中采用了扬州宝成无线电厂生产的YB—4型岩体声速仪和电火花接收板，并根据锤击的激发形式对有关线路稍加改动，同时配以地矿部水文地质工程地质技术方法队研制的带有前置放大器的高灵敏度接收探头，成功地进行了中段间大距离锤击穿透测试。

二

试验采场⁰⁹8326E位于老地压活动区底部的585中段.采场探测范围长约70米，中段高50米，采幅1.2~1.5米，倾角80°以上。相邻采炀为⁰⁹8322E, 两采场间夹墙厚度14~18米。⁰⁹8326E采场从1983年5月开始全面回采，1983月9月采高为42米，1984年4月回采完毕，采高47米，5月至12月为贮矿阶段，1985年1~2月大量放矿并放完，4~5月充填完毕，相邻的⁰⁹8322E采场1983年5月开始全面回采，9月采完，采高47米，9月至1984年12月贮矿，1985年1~2月大量放矿并放完，放空后未充填。

为监测采场夹墙的稳定状态，在试验采场布置了中段平巷间的平面穿透测网和上、下两中段间的竖面与钭面穿透测网，同时利用在夹墙中部的天井硐室布置了硐室至上、下两中段的穿透测线（见下图所示）有效地控制了所要监测的夹墙的各个部位。试验结果表明，这种布置测网的方式比单纯靠平面穿透测网能更加全面准确地反映夹墙在整个开采过程中的变化状况。

为了监测与研究夹墙在采场回采、贮矿与大量放矿、充填各个阶段的稳定性变化状况，共进行了四次测试：第一次测试于1982年9月在全面回采前进行，了解在采场尚未开采前的岩体稳定状态；第二次于1984年8月在回采结束但尚未大量放矿前进行，了解随着回采作业的进行，夹墙逐渐形成过程中岩体稳定性的变化情况；第三次于1985年3月在大量放矿结束，采场成为空区后进行，了解在贮矿阶段以及放空后夹墙稳定性的变化情况；第四次于1985年7月在采场充填之后进行，了解充填后夹墙稳定性的变化情况。

应用声波探测技术监测夹墙的稳定性，主要是利用岩体对声波的“裂隙效应”。随着采矿作业的进行形成夹墙，夹墙岩体中的应力将重新分布，使岩体中的裂隙发生密合或者扩展并生成新裂隙，这一切将导致声波在岩体中的传播速度、振幅、频率等发生变化。目前，主要是通过对声速的测量来考察岩体裂隙的情况，由此来了解岩体的稳定状态。

三

通过四次测试共取得了近3000个声速数据，经整理后得表 1、表 2和表 3。由三表，可以看到：

（1）第一次测试结果表明，盘古山矿岩矿声速较高，弹模较大，完整性较好，各区段平均声速均在4000米/秒以上，中、高速带的声速测点占85.7%。这说明，在回采前，围岩处于较稳定状态，现场情况与此相符。

（2）四次测试的结果表明，回采阶段围岩声速变化最大，总平均声速与第一次测试结果相比下降了11.3%，中段间竖面和斜面穿透测网的声速与第一次相比，下降幅度最大为35.2%, 最小为17%，极低速、低速带的声速测点数由第一次测试时的14.3%上升到30.9%，变化明显。这说明，随着采场的回采作业，夹墙逐渐形成，岩体内应力重新分布，围岩开始破坏，稳定性变差。可以认为，采场的回采工作是引起夹墙岩体稳定性变化的主导性因素。

（3）第二次测试结果表明，夹墙两帮（即8026~7026、8024~7024）的声速变化较大，分别下降了35.2%和24.4%，而夹墙内部（见硐室至上、下中段测试结果）的声速变化较小，最大为-12.5%，同样夹墙两帮极低速、低速测点的比例由3.2%上升到50%, 而夹墙内部仅由6.8%上升到18.2%。这说明，随着回采作业，夹墙逐渐形成，应力重新分布，夹墙岩体发生变形和位移，因而产生裂隙，导致了声速下降，然而由于两帮面临采场，约束小，发生的位移就大，岩体破坏也较严重，而夹墙内部岩体的位移较小。现场的夹墙位移观测结果证实了这点。

第三次测试结果表明，夹墙两帮的声速变化仍然较大，而夹墙内部岩体的声速变化也很大，与第二次相比，分別下降了17.2%、6.5%、23.3%、0.2%。夹墙内部极低、低声速测点的比例也由18.2%上升到41.7%。这说明夹墙岩体在贮矿、放矿过程中仍在继续发生变形，不仅两帮发生破坏，而且逐渐由两帮向夹墙内部发展。

（4）由硐室至上、下中段穿透测试数据可见，在第二次测试结果中，夹墙上、下部分声速的变化是不同的，上部变化较大，而下部变化很小。在第三次测试中，则夹墙上、下部分的声速变化都较大，上部声速分别下降了17.2%、6.5%，下部分别下降了23.3%和0.2%。这说明，随着回采、贮矿、放矿作业的进行，夹墙形成后，夹墙有由上向下破坏的趋势，稳定性逐渐变差。

（5）第三次测试结果表明，放空矿石形成空场后，岩体声速的变化较大，总平均声速与第二次相比下降了9.7%，略小于回采阶段，极低、低速测点比例也由第二次的30.9%上升到47.5%，与回采阶段上升幅度相同。然而回采阶段的前后两次测试间隔时间近两年之久，而第三次与第二次测试只间隔了半年时间。这说明，在留矿法中，大量放矿后，采场成为空区，夹墙两帮失去了破碎矿石的支护，夹墙岩体自撑能力下降，夹墙破坏较为剧烈，尤其是夹墙下部岩体。

（6）采场放空后进行了矸石充填，充填后进行了第四次测试，测试结果表明，充填阶段的平均声速变化很小，仅下降了1.4%，而夹墙两帮的声速值则分别上升了6.3%和10.3%，以被充填了的北帮为髙，且由8026至7024的穿透声速值上升了11.2%，硐室至8026的穿透声速值也上升了17.1%。这说明，充填对减缓夹墙破坏的速度是有一定的作用的，尤其是对夹墙下部岩体。

（7）测试结果表明，在整个开采过程中，夹墙上部岩体的声速呈下降的趋势，变化较大，而下部岩体的声速则相对变化较小些。这说明，回采结束并形成夹墙后，上部老地区的应力向下传递，夹墙顶部应力集中，裂隙发肓，上部岩体不断破坏，即使是充填也不能减缓其破坏。

（8）测试结果表明，夹墙岩体随着回采作业的进行而逐渐破坏，稳定性逐渐变差，但直至充填结束，第四次测试时，平均声速为3470米/秒，仍大于2000米/秒，中、高速测点的比例仍占51.5%。这说明该采场的夹墙岩体仍处于一般稳定状态。

通过试验，可以认为；随着矿块的开采，夹墙形成后，夹墙岩体稳定性将逐渐变差，夹墙破坏具有由表及里、自上而下的变化趋势。试验表明，应用声波大距离穿透探测技术监测夹墙的稳定性是可行的，也是有效的.