西山矿区采空区调查及分布规律

刘润田 刘家瑞 刘吉兴

(山东黄金矿业(玲珑)有限公司，山东 招远 265419)

西山矿区采空区调查及分布规律

刘润田 刘家瑞 刘吉兴

(山东黄金矿业(玲珑)有限公司，山东 招远 265419)

根据玲珑金矿西山矿区的具体生产情况，以采空区位置坐标、面积和体积为参数，统计了该矿区采空区的情况，并用SPSS软件分析了采空区空间分布和体积分布的相关规律，为采空区的处理提供了依据。

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0 引言

矿床的开采破坏了岩体的自然平衡状态[1,2]，由于开采年限较长，加之民采现象普遍，矿山已形成大量未经处理的老残空区，随着开采深度的增加，老残空区对地下开采安全产生较大影响，致使地下采矿作业安全性降低[3]；随着矿山开采深度加大，地压显现，不仅导致地表塌陷，地表多处出现裂缝，而且地表水大量涌入井下[4]，造成安全事故不断，采矿成本增加，同时，浅部由于民采情况极其严重，导致残留下了大量的矿柱无法采出，因此对于采空区的调查及分析工作势在必行。

1 工程简介

山东黄金矿业(玲珑)有限公司(简称玲珑金矿)，组建于1962年7月1日，素有“金城明珠”之美誉，是一个集采、选、冶于一体的大型二级黄金生产企业，与焦家金矿、三山岛金矿、新城金矿、沂南金矿等多家矿山共同组成山东黄金股份有限公司，是山东黄金股份有限公司核心单位之一。

西山矿区位于莱州湾东部、滨海平原东侧，属低山丘陵。西山矿区范围内山势陡峻，沟谷发育。罗山主峰绝对高度756.5 m，一般山高300 m～500 m，河床最低标高100 m，相对高差一般200 m～400 m，最大相对高差656 m。地形北高南低、西高东低。地势北陡南缓。地形自然坡度角15°～65°，峭壁可达70°～80°，多为“V”形谷，沟谷走向以NNE，NE方向最发育。矿区地处山东省招远市城北20 km，省道S215黄水公路穿过矿区，运输道路网络已形成，交通便利。矿区采用平硐、盲竖井、盲斜井联合开拓方式，采用浅孔留矿法开采。设380 m,230 m平硐，主要工业场地布置在230 m平硐口，下部设3号竖井、53斜井接力开拓，采用箕斗提升方式，担负-50 m中段以下矿石、废石提升任务。

西山矿区上部一直采用浅孔留矿法开采，山东省玲珑金矿西山矿段多年来由于民采与矿山开采形成了数百万立方米，仅少部分采空区采取废石嗣后充填。根据地质调查报告，山东黄金矿业(玲珑)有限公司的玲珑矿区范围内出露200余条主要金矿脉，且主矿脉两侧的支脉发育，主脉与支脉呈密集的脉群状。经过近50年的开采，矿区西山坑口的采矿规模达500 t/d，其开拓已至-270 m水平，巷道最大埋深隔3号盲竖井井口+380 m已达650 m，隔地表山地最高点+756.5 m纵深已达1 025.5 m。据初步统计，采空区数量有78个，体积较小的为几百立方米，体积较大的则达20多万立方米，且采空区的形态大多呈不规则状态，个别空区面积达1 500 m2，高度达200 m以上。

2 采空区调查统计

2.1 西山矿区生产现状

西山矿区采矿规模 500 t/d，采用嗣后充填的浅孔留矿法，采空区嗣后废石充填，经过多年的开采，其生产现状如下：

1)开拓系统。

矿山采用地下开采方式，采用平硐、盲竖井、盲斜井联合开拓方式。设380 m，230 m平硐，主要工业场地布置在230 m平硐口，下部设3号竖井、53斜井接力开拓。3号竖井为盲竖井，位于603线附近矿体下盘，井筒净直径3.5 m，井口标高380 m，井底标高-40 m，井深420 m，下设380 m,230 m,110 m,30 m,-50 m五个中段，采用2JK-2×1/20型提升机，2号双层单罐与平衡锤互为平衡提升方式，钢丝绳罐道，担负矿石、废石提升任务，兼入风井，井筒内设提升间、管缆间及梯子间。-50 m以下中段通过53斜井倒段布置。53斜井位于608线附近矿体下盘岩石移动范围外，规格3.3 m×2.5 m，倾角28°，井口标高-50 m，井底标高-270 m，斜长为469 m，中段高度40 m～60 m，设-50 m,-90 m,-130 m,-170 m,-230 m,-270 m共六个中段，采用JK-2×1.5/20X提升机，单钩箕斗提升方式，担负-50 m中段以下矿石、废石提升任务。

表1 西山矿区采空区空间位置和几何参数

2)运输系统。

生产中段矿石由3号竖井、53斜井接力提升至230 m平硐，运往230 m平硐口场地矿石漏斗，由汽车转运至玲珑选厂；废石由3号竖井、53斜井接力提升至380 m平硐，由电机车运往平硐口附近废石场。

3)排水系统。

排水系统采用分级接力排水方式，泵房分别设于150 m,110 m,-50 m中段3号竖井石门及-130 m,-270 m中段53斜井联络巷内。其中-130 m,-270 m中段泵房将涌水排至-50 m中段水仓，再由-50 m中段泵房排至地表；150 m中段及110 m中段泵房直接将涌水排至地表。排水管路沿53斜井-3号竖井-230 m 平硐敷设。

4)供风系统。

采用集中供风方式，230 m平硐口工业场地内设空压机站，内设40L-22/7型,SAC250-8型,FHOGD-110F型空压机各一台。供风管路沿230 m平硐-3号竖井-53斜井敷设至井下各生产中段。

5)供水系统。

供水系统采用集中供水方式，230 m平硐口工业场地内设生产水池。供水管路沿230 m平硐-3号竖井-53斜井敷设至井下各生产中段。

6)通风系统。

采用侧翼对角式通风系统，新鲜风流由380 m,230 m平硐进入井下，经3号竖井、53斜井进入各生产中段，洗刷工作面后，污风经侧翼倒段风井排出地表。

7)采矿方法。

矿山目前采用浅孔留矿法，少部分采空区采用嗣后废石充填的处理方式。

2.2 西山矿区空区调查数据

根据西山矿区提供的相关实测图纸资料，经现场调查、核实、深入了解的基础上，再通过统计、测绘、分析工作，分别得出了51号，53号，55号，56号，98号，107号，108号，131号矿脉78个采空区的分布、规模和空间结构参数，统计结果见表1。由于篇幅的限制，只列出了部分采空区的数据。

西山矿区采空区总体积为2 251 676 m3，其中55-9号空区的体积最大，达到23万m3以上；空区俯视投影总面积为25 820.6 m2，其中55-13号空区的面积最大，达到1 700 m2。

3 采空区分布规律分析

根据上述统计所得的数据，用SPSS统计分析软件将各个采空区的中心点的x,y,z坐标绘制在三维空间中，由于x,y坐标值较大，为了处理的方便将其都除以10 000，从而使得采空区中心点的坐标在一个数量级上，得到的散点分布图以及各个角度的视图见图1。由图1可以看出：采空区大多数都分布在-50 m以上，在-100 m以下的采空区基本上不存在；矿区中部的采空区相对均匀分布，但是在矿区北部地区的采空区较为分散，没有明显的规律存在。采空区主要是分布在X:43 750～44 500，Y:48 000～49 000，Z:0～200的空间中。

根据上述统计的采空区的体积的数据，绘制78个采空区体积的直方图，如图2所示。

由图2可以看出采空区体积的均值为28 867.64 m3，标准差为42 399.249 m3。其中采空区的体积主要集中在25 000 m3以下，但是离散程度较大，最大的空区体积超过22万m3。

4 结语

统计了玲珑金矿西山矿区采空区的位置坐标，面积和体积等参数，运用SPSS统计分析软件对采空区的空间分布和体积分布进行分析，得到了采空区空间分布和体积分布的规律，为采空区的进一步处理做了充分的准备工作。

[1] 周宏伟,谢和平,左建平.深部高地应力下岩石力学行为研究进展[J].力学进展,2005,35(1)：91-99.

[2] 王安建,王高尚.矿产资源与国家经济发展[M].北京:地震出版社,2002.

[3] 国家安全生产监督管理局.安全评价[M].北京:煤炭工业出版社,2002.

[4] 长沙拓金科技发展有限公司.大宝山井下安全现状综合评估研究报告[R].长沙:中南大学资源与安全工程学院,2005.

On investigation and distribution law for goaf of Xishan mine area

LIU Run-tian LIU Jia-rui LIU Ji-xing

(ShandongGoldMining(Linglong)Co.,Ltd,Zhaoyuan265419,China)

According to the production of Xishan Coal Mine of Linglong Gold Mine, the paper undertakes the statistical investigation of the goaf of the mine area by taking the position coordinates, the coverage and volume, and adopts SPSS software to analyze the spatial and volume distribution of the goaf, so as to provide some reference for the treatment of goaf.

goaf, statistics, SPSS, distribution law

2014-03-27

刘润田(1962- )，男，高级工程师; 刘家瑞(1963- )，男,高级工程师； 刘吉兴(1981- ),男,助理工程师

TD164.2

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