采空区综合防治技术探讨

张晓

摘 要：小秦岭金矿区各个矿山的采空区处理方法各不相同，形成采空区也大小不一，形状各异。河南金渠黄金股份有限公司金渠金矿对浅孔留矿采矿法留下的采空区，根据空区应力不同采用合理方法进行处理，效果明显，从未发生任何重大安全事故，本文对此进行评价与综述。

关键词：空场采矿法;采空区;空区处理

一、企业概况

河南金渠黄金股份有限公司金渠金矿（以下简称金渠金矿），原企业名称为三门峡市金渠金矿。经过几次改扩建工程，已形成为采选1100T/d采选能力。

（一）矿区概况

金渠金矿区位于河南省灵宝市的西南部阳平镇大湖峪西峪内，隶属阳平镇大湖村辖区， 地理坐标为东经110°32′55″～110°35′51″，北纬34°24′27～34°26′08″。金渠金矿矿部距阳平镇7公里，距矿区8公里，距灵宝县城30公里。阳平镇至大湖村为水泥路面，大湖村至矿部为山区简易公路。三门峡经灵宝至西安有G310国道和连霍高速公路，均从矿部以北通过。从三门峡市沿连霍高速公路至西闫出口为60km，从西闫出口至阳平11km;沿G310国道从三门峡至灵宝60km。灵宝至阳平23km。矿区交通十分方便。

二、矿床开采

（一）开采范围、开采顺序及崩落区范围

本矿山开采对象为201、202、15、16和309等5条矿脉，15、309矿脉相对较高，具有相对独立性;15脉赋存标高较高，亦具有一定的独立性。所以，对309、15的开采分别独立开采。202和16矿体，进行两翼后退式回采。

关于崩落区及范围问题，因该区矿脉属薄和极薄型矿体：0.5～1.0～2.0m厚，即使采空区跨落（碎涨系数按0.4计）则塌落高度最高也不过8m，即被充填严实。只在矿脉漏重处有局部塌落现象。崩落角可按70°设计。

（二）生产能力确定

五个矿脉中的309、15相对独立，16脉在最东端，201、202走向延伸场较长，是本区的重点矿体。因此，可同时有多个矿块同时作业。详情见下表：

（三）采矿方法

根据我矿二十年来的生产实践，全面法和留矿全面法是本区行之有效的采矿方法。可根据各矿脉的赋存条件，灵活使用，工人早已成熟掌握，且具有较好的经济指标。

三、采空区危害

金渠金矿是个已开采20多年的黄金老矿山，对于采幅较大的矿体以分段矿房法为主，采幅较窄的矿体，主要采用留矿法。在长期的开采过程中，在沿矿体走向已经形成了一个较大的采空区，直接影响了矿区及周围的安全，需要对此加以治理。

四、采空区处理原则和方法

1.一般来说，矿柱回采和采空区处理应遵循以下原则：

（1）统一性：即统一考虑整个矿床各种矿体的回采工艺与空区处理。

（2）及时性：矿房回采完毕应马上回收矿壁，或矿柱先采矿房后采。

（3）合理性：采空区处理方法多种多样，但一个矿山选择某种方法必须要技术上可行，经济上合理。

2.处理方法有充填、崩落与支撑三大方法，可细分为下述8种：

（1）强制崩落围岩，使地表陷落消除空区，或者强制崩落部分围岩使之形成废石垫层，将作业区段隔开。

（2）围岩自然崩落充填空区。

（3）用矿石垫层将作业区与采空区隔开。

（4）各种材料包括掘进废石、选矿尾砂、或尾砂加其它胶结材料充填空区。

（5）留永久矿柱支撑空区。

（6）矿柱支撑和充填联合处理。

（7）疏通空区及密闭空区。

（8）以上两种或几种不同方法联合处理。

五、大规模空区处理

（一）采矿方法

1250坑口的主矿脉S201脉赋存于矿区中部的控矿挤压构造带内，矿体为含金石英脉，平均厚度0.85m，倾角30°。矿体上下盘为绿泥石绢云母片麻岩、石英绿泥片麻岩和辉绿岩。围岩节理裂隙发育，稳固性较差，矿石中等稳固。

使用浅孔留矿法回采，采场长30～50m，宽为矿厚，中段高40m，间柱宽6～8m，底柱高5～7m，预留顶柱。采场联络道间距5～6m，由于围岩稳固性较差，所以只能使用脉外天井，底部结构为平底式人工出矿，上向水平分层回采。

（二）空区危害

1250坑口为平硐开拓，最高开采海拔1416m，经过数十年的生产，1403～1060m分布着10.3万立方连续空区，1395～1190m有待采矿体，1275m 水平正在开拓与探矿。空区走向长度达300m，由于空区规模及采深较大，已造成很大的应力集中，导致顶点和底柱大多开裂，裂缝1～10mm不等，部分矿柱片帮垮塌，并伴有清脆的矿柱压裂和弹射声音。顶板不时发生的冲击地压困扰着矿山安全生产，为了控制工作面地压，每年要投入数百万元，修筑人工矿柱或购买坑木支柱。

（三）空区处理

根据矿山具体条件，采用控制爆破技术，沿矿体倾向局部切槽，在走向全长形成几个松石坝隔离回收矿柱后，1275m水平类似一条堑沟，在此平巷切槽放顶，槽深2.2m，宽度10m，采用4眼中间加空眼平行直线掏槽，抵抗线0.4～0.8、1.0～1.5m不等，崩落上部围岩范围10m。切顶放炮后局部悬空高度不大于1.0m，开裂严重，经常冒落，预计将会接顶。

用控制爆破局部切槽放顶技术封隔空区，既可避免顶板冲击地压，又可调整待采矿体应力。沿300m走向长度形成10m松石隔离坝，仅需施工费用15万元，较矿山常用隔离支撑方法至少可节约360万元，且节约数百万元工作面安全维护费用。

六、矿柱回采与空区处理

1250坑口目前有6个生产中段，其中1175、1135、1015m为残矿回收中段，1095、1060m为采矿生产中段，其它为开拓、探矿、采准中段。由于各种原因，1135m 中段以上留下大量矿柱、矿壁、边角矿及相对品位较低的矿石，约占开采矿量的30%左右。矿山开采至今已经形成采空区约1.5万m3，长期拖延矿柱回采和空区处理，导致矿柱变形与破坏，威胁作业区段的安全和矿柱回采。

在残采生产实践中，运用爆破新技术，最大限度地减少爆破对顶板和残留矿柱的破坏，同时，采用地压控制技术，保证了残矿回采安全高效地进行。残采结束后的个别面积比较大的采空区采取控制爆破切槽放顶、面积较小的采空区使用封闭隔离的方法处理，均收到很好的效果，共采出各种残矿和矿柱9.7万t，生产金属量403.52kg，地质品位4.16g/t，為企业创造了较良好的经济效益，保证了下部矿体的生产安全。

七、建立地压活动及稳定性监测系统

由于金渠金矿的矿体走向长，矿体开采范围较大，矿山服务年限长，对现存的陷落区及矿区上部的采空区进行充填处理后，矿山下部仍将在较长时间范围内进行采矿作业。故需在该矿建立矿山安全监测系统，对井下地压及地表重点地段稳定性进行全方位实时监测，根据监测结果，制定相应的处置措施，从而防止和避免发生大的地压活动和地质灾害。

（作者单位：河南金渠黄金股份有限公司）

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