隸屬於靈寶黃金股份有限公司的崟鑫金礦位於河南省靈寶市朱陽鎮礦區西起牛角哨子嶺，東至蒼珠峪溪溝，北自小秦嶺主山脊，南到小廟溝口南。東西寬約1.1km，南北長約2.1km，麵積1.286km2。目前開采深度在2258m至1400m標高。
隨該礦豎井井筒不斷下掘，豎井施工深度距地表已達1200米，根據國內外的研究，該深度已達到或超過岩爆發生的臨界深度。二期豎井自井筒深360米（標高880米)開始，井壁開始出現不同程度的岩爆，且隨著深度增加，岩爆事件逐漸加劇，給礦山安全生產帶來極大的威脅。
10.1崟鑫金礦地質條件及岩爆實錄
10.1.1崟鑫金礦岩爆發生的地質條件
崟鑫金礦區地層主要為太古界太華群，同位素年齡23～24億年。南部有上元古界薊縣係碎屑岩及碳酸鹽岩，低凹地帶及溝穀中有第三係係紅層及第四係鬆散層分布。
礦區地質構造複雜。礦區出露的地層為太古界太華群中組和上組。地層走向為270°～300°，在礦區南部和中部呈北傾，北部向南傾，構成向斜，傾角50°～85°，一般為60°。受西峪腦一藏珠峪倒轉向斜控製，次級斷裂發育。此外受新華夏構造體係影響，構造普遍具有多期活動特點。礦區內共發現成礦斷裂13條，完全被脈岩充填的斷裂29條，成礦期後斷裂2條。為崟鑫金礦地質狀況及豎井、平硐布置簡圖。目前受岩爆威脅的是2＃豎井。為崟鑫金礦豎井岩爆發生部位示意圖。崟鑫金礦岩樣衝擊傾向性指數和力學指標見和。崟鑫金礦岩樣衝擊傾向性測定
岩樣名角閃岩片麻岩石英岩指標KEWETDT/msKEWETDT/msKEWETDT/ms岩樣1(平均)4.3075.211205.1145.672306.3255.52180岩樣2(平均)3.8235.181105.9805.19906.0725.46100平均4.0655.201205.5455.431606.1975.49140測定結果中等衝擊強烈衝擊中等衝擊強烈衝擊強烈衝擊中等衝擊強烈衝擊強烈衝擊中等衝擊崟鑫金礦地質狀況及豎井平硐
岩樣名石英岩指標E/MPaμρσb/MPa豎向橫向D岩樣141.030.0812.7119816319.8岩樣238.790.1532.6718715218.7平均39.910.1172.69192.5157.519.25由和可見，崟鑫金礦井巷圍岩堅硬且具有中等以上的衝擊傾向性，在高地應力作用下，具有較高的衝擊危險性。
10.1.2崟鑫金礦岩爆實錄與特點
給出了崟鑫金礦近期發生的岩爆實錄，自2004年11月15日至2005年1月16日，崟鑫金礦2＃豎井連續發生六起岩爆事件，豎井岩爆具有明顯的方向性，發生在南北井壁。岩壁片狀剝落，屬張裂鬆脫性岩爆。~106為岩爆現場照片。崟鑫金礦岩爆實錄
發生特點2004.11.152004.11.252004.12.162004.12.182005.1.162005.3.192005.3.241190410混合岩1050270混合岩1200420混合岩1210430混合岩1212.8432.8混合岩1210430混合岩1220440混合岩1227447混合岩南麵豎井壁，片狀剝落2～3北麵豎井壁，片狀剝落2～3井底工作麵，出渣時底岩上崩，吊桶上彈—北麵豎井壁，片狀剝落3北麵豎井壁錨杆鑽孔，碎小岩石塊崩落1～2北麵豎井壁，岩體突出2馬頭門內4.7m，平硐上頂1南北馬頭門下部，岩體片幫突出，片幫深0.2～0.3ｍ．
井底上崩，爆坑0.2～0.3ｍ1.2距井底40cm井壁南側,爆坑0.2ｍ1.0豎井開拓在混合岩中，其單軸抗壓強度為σ=126.5MPa，岩體完整，層理明顯，岩爆具有明顯的方向性——南北向，並伴有聲響2005.7.11268488混合岩豎井南北兩麵岩爆，南麵片狀突出，北麵爆坑0.6ｍ2.4未按防岩爆設計實施卸壓施工。7月1日後，按防岩爆施工方案再未出現岩爆事件岩爆位置岩體明顯層理照片(片麻岩)爆坑的V形性狀圍岩片幫未脫落片石豎井底部岩爆後的爆坑該礦豎井岩爆具有以下特點：
（1) 岩爆發生在埋深1000m以下豎井井筒和井底，圍岩應力高，有岩片彈射現象。
（2) 岩爆發生在穿越斷層地帶，受斷層地帶地應力作用，具有明顯的方向性。
（3) 岩體堅硬，層理明顯，爆後岩塊成片狀。
（4) 爆窩成“V”形。
（5) 在井壁受擾動（放炮，鑽孔)後發生多次岩爆。
10.2礦區深部圍岩地應力測試
地應力是引起各種地下或露天岩土開挖工程變形和破壞的根本作用力。地應力測試是確定工程岩體力學屬性，進行圍岩穩定性分析，實現岩土工程開挖設計和決策科學化的必要前提。
地應力通常稱原岩應力，係指岩土體內一點固有的應力狀態。地應力是地殼、地層各個學科領域中最基礎的原始資料。單就采礦工程而言，地應力的大小和方向對井巷斷麵形狀優化、巷道方位合理選擇及井巷支護方案和支護參數等都是最主要依據。所以從五六十年代以來，地應力測量得到大力發展，測量的方法細算起來可有一二十種，測量儀器上百種，其中，最具有代表性、比較成熟的五種地應力測量方法由國際岩石力學學會（ISRM)試驗專業委員會於1987年通過規範規定為《岩石應力測定的建議方法》。它們是扁千斤頂法、孔徑變形法、水壓致裂法、孔壁應變法和空心包體應變法，後兩種都可以在鑽孔中一次測得六個應力分量，屬三維應力測量方法。岩石聲發射凱塞效應地應力測定法是近年來發展起來的一種新方法，其特點為：省時、工程量小，隻要取芯方法合理得當，可得到三維主應力大小和主應力方向。因此，該方法在岩石力學及工程領域具有廣闊的發展前景。
10.2.1凱塞效應法地應力測量原理
1) 聲發射測試技術
材料或結構受力作用時發生變形或斷裂，以彈性波的形式釋放出應變能的現象稱為聲發射（Acoustic Emission，簡稱AE)。各種材料聲發射的頻率範圍很寬，從次聲頻、聲頻到超聲頻，所以聲發射也稱為應力波發射。大多數材料的聲發射信號強度很弱，需要借助電子儀器才能檢測出來。用儀器檢測分析聲發射信號的技術叫聲發射技術。
2) 岩石的聲發射凱塞效應
材料具有應力記憶效應，即材料在受力過程中隻有當應力達到所受過的最大先期應力時才會有明顯的聲發射出現，即凱塞效應。已有的研究表明，岩石材料同樣具有凱塞效應，凱塞效應嚴格存在於岩石變形的彈性階段，記憶的最大應力不超過破壞應力的50%，且岩石材料的凱塞效應具有方向獨立性，即每個方向的凱塞效應基本不受其它方向應力的影響。進一步的研究表明：凱塞效應取決於應力解除前岩樣的應變，測量的應力值是應解除前的現時應力，這就為聲發射凱塞效應法測定地應力奠定了應用基礎。為凱塞效應測試值與現場實測值結果對比。凱塞效應測試值與現場實測值結果對比
單位測試
一般情況下，地應力的六個應力分量是非零的，處於相對靜止的平衡狀態，無法直接得知，因此，任何一種實測方法都需要通過擾動，（通用的做法是打鑽孔)，打破原有狀態。在從一種平衡狀態到新的平衡狀態的過程中，通過對應力效應的間接測量來實現。
聲發射凱塞效應法測定地應力的過程首先是獲得待測區域的岩芯，並且具有嚴格的方向性(三維空間)。取樣的方法有兩種：取樣方向
一種是從巷道基岩表麵或掘硐取出未經擾動的塊狀岩石。該方法經濟，且能較準確地標出岩樣的方位，但隻適用於淺層取樣，同時取出的岩樣可能受應力集中的幹擾，對凱塞效應測試帶來不可預料的影響。另一種方法是打定向鑽孔取芯，該方法可取深層岩樣。由於鑽孔可打到巷道影響圈之外的原岩應力區，所以取出的岩樣是未經擾動的，凱塞效應測試結果相對可靠，且岩芯的方位也是精確的。本次地應力測量采用TXU75A型油壓鑽機定向取芯。
在取得具有空間方位的岩樣後，為計算空間主應力的大小和方向，需從六個方向製取試樣（如)，這樣即能得到唯一解。
對從六個方向製備出的岩樣進行單軸加壓試驗，同時測定其聲發射特征，根據聲發射能率時間曲線轉折點及應力應變曲線確定其凱塞效應特征點，從而確定六個應力分量，然後通過坐標變換可得主應力的大小和主方向。
4) 地應力大小和方向
由於地應力本身的離散性以及凱塞效應測定地應力的精度，即使同一地點、同一方向的不同試件測得的應力值也不完全相同。因此對於每一個方向應有多個試樣進行試驗，然後根據聲發射凱塞效應的明顯與否進行加權平均。對於凱塞效應明顯的，權重P=1，不明顯的P=0.5；非常不明顯的或根本不能確定凱塞效應特征的取P=0。測定值的最優值σ0根據下式確定σ0=∑ni=1Piσi∑ni=1Pi（101)標準方差S為S=∑ni=1Piσi-σ0∑ni=1Pi12（102)式中: n——某一方向上的測試試樣數目；
σi（i=1， 2, …， n)——各試件的應力測試值。
按（101)式求得6個方向的應力分量最優值後，主應力值可由下式求得：σ1=2-T3cosW3+13J1（103)σ2=2-T3cosW+2π3+13J1（104)σ3=2-T3cosW+4π3+13J1（105)式（103)、 （104)、 （105)中的T、 W、 J1是與6個方向的應力分量有關的中間變量，這裏不再贅述。
主應力的方向與坐標軸X、 Y、 Z夾角的方向餘弦按下式計算：li=11+(σi-σz)τyz+τxyτzx(σi-σy)τzx+τxyτyz2+(σi-σz)(σi-σy)-τxy2(σi-σy)τzx+τxyτyz2（106)mi=(σi-σx)τyz+τxyτzx(σi-σy)τzx+τxyτyz（107)ni=(σi-σz)(σi-σy)-τxy2(σi-σy)τzx+τxyτyzli（108)式中，i=1， 2， 3。至此，可由聲發射凱塞效應法測得地應力的大小和方向。
10.2.2崟鑫金礦岩樣實測與結果
1) 定向岩芯的製備
為了獲得6個獨立的應力分量，以計算主應力和主方向，必須對現場采集的岩芯進行6個方向取芯。建立以鉛垂方向為Z軸，東西方向為Y軸，南北方向為X軸的空間直角坐標係，如。
定向取芯空間坐標係聲發射試驗岩芯實物分別沿Z軸方向、Y軸方向、X軸方向以及XOY麵45°方向、XOZ麵45°方向和YOZ麵45°方向鑽取岩芯。製備的岩芯均為直徑25mm，長60mm的圓形試件，取芯實物如，試件共計108塊。
2) 聲發射試驗及凱塞效應特征點的確定
對從不同方向鑽取的岩芯進行單軸壓縮試驗，同時進行聲發射測定。試驗在MTS815岩石力學試驗係統上進行，聲發射測定采用AE04聲發射檢測係統，試驗過程全部計算機控製，自動數據采集。實驗過程如0所示。
0岩樣聲發射試驗過程照片
（1) 地應力計算結果
根據聲發射凱塞效應特征點綜合分析，確定崟鑫金礦6個方向的應力分量值如下（）：凱塞效應特征點應力分量值
試樣鑽進方向凱塞效應特征點
應力分量值/MPa試樣鑽進方向凱塞效應特征點
應力分量值/MPaX軸方向（南北方向)17.17Y軸方向（東西方向)25.02Z軸方向（鉛垂方向)20.48XOY平麵45°方向14.79XOZ平麵45°方向16.45YOZ平麵45°方向11.10大地坐標下應力分量表示法（）：大地坐標下應力分量
X17.176.3052.375Y6.30525.0211.65Z2.37511.6520.48（2) 主應力與方向
主應力大小（MPa)
P1
P2
P3=36.72
15.93
10.02