婁臺子鐵礦婁臺子二采區采空區處理研究

摘 要：婁臺子鐵礦二采區內223 m以上礦體已經回采完畢，為了充分回收地下鐵礦資源，消除安全隱患，控制在大的暴露面積情況下可能的發生大規模冒落，同時為了使礦山深部礦體能按正常的順序回采，穩定礦山的生產能力，需盡快進行223 m水平以上中段礦柱的回采和采空區的處理。根據設計要求，選擇崩落圍巖處理采空區方案，同時回收礦柱殘礦。用從上至下的方法，先處理上部中段的采空區，再依次處理下部中段的采空區，在同一水平，先處理上盤礦體的采空區，再處理下盤礦體的采空區。經現場驗證，此法處理效果顯著。

關鍵詞：采空區 崩落圍巖 回收礦柱

中圖分類號：P618.31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0037-02

1 礦山概況

婁臺子二采區現有婁臺子大豎井、北溝豎井、婁臺子大斜井、宋鐵柱豎井、婁臺子1號盲豎井、婁臺子2號盲豎井、北溝盲豎井、宋鐵柱盲豎井共8條井，另外還有一個安全出口，共開拓9個中段，分別為410 m、370 m、320 m、275 m、223 m、175 m、125 m、75 m、25 m水平，其中223 m水平以上礦房已經采完，礦柱和采空區還未處理；目前175 m中段采準工作已經結束，正在進行175 m回采工作，已經回采了3個礦房；125 m、75 m、25 m水平的開拓和采切工作正在進行。婁臺子二采區西側有國家溝村，在采空區處理塌陷范圍之外，但有一處民房距塌落線較近，處理采空區時要對其加強監測，對其安全有威脅時，必須搬遷；南側有吳臺子村，吳臺子村距巖石移動界線400 m，采空區處理對其無影響；東側有婁臺子村，最近的民房距巖石移動界線14 m，采空區處理對其影響不大，但要對其加強監測，以確保安全。婁臺子二采區西側70 m即為婁臺子一采區，采空區處理對其無影響。婁臺子二采區距其它采區均在500 m以上，不會互相影響。

1.1 課題的提出及意義

婁臺子鐵礦二采區內223 m以上礦體已經回采完畢，隨著深部中段采空區的形成和擴大，將會導致地壓增加，威脅深部生產階段的安全，是以后生產活動中發生大規模地壓活動的隱患。同時，造成礦柱的變形和破壞，使得礦柱的回采更加困難，甚至不能回采，成為永久性損失。對于礦山生產能力來說，礦柱回采礦量占有一定的比例。如果礦柱存在時間過長，將會增加同時工作的階段數，積壓大量的礦量和設備，延長巷道和風、水、壓氣管道的維護時間和增加生產經營費用，并占有礦山一定得資金，在經濟上造成損失。經估算，本次回采的礦柱礦量達112.12萬t，及時回收這部分礦柱礦量對緩解礦山生產能力，延長礦山生產服務年限，延緩深部中段的采準、切割及回采具有實際意義。

1.2 設計的主要內容

依據礦山提供的礦房回采后的礦柱現狀和地下采空區資料，確定223 m水平以上礦柱回采及采空區處理方案，估算采出的礦石量，確定礦柱回采及采空區處理工程量[1]。

2 采空區處理

2.1 處理方案選擇

處理采空區常用的方法有：崩落圍巖處理采空區、充填采空區、永久礦柱支撐采空區、隔絕密閉與疏通采空區，采用以上方法的聯合方法處理采空區等五種[2]。

婁臺子二采區地表允許陷落，因此本次選擇崩落圍巖處理采空區方案，同時回收礦柱殘礦[3]。

根據礦山礦巖特征，以及所留礦柱和空區特征，工人不可能再在空區內進行采礦作業。礦柱回采的采準、切割工作均在頂柱上下盤的沿脈巷圍巖內進行。穿孔在脈外鑿巖硐室內進行，采用束狀中深孔大量崩礦的采礦方法。礦山空區中段多，礦柱礦量大，采用一次性爆破很不現實，設計采用從上至下的方法，即先處理上部中段的采空區，再依次處理下部中段的采空區；在同一水平，先處理上盤礦體的采空區，再處理下盤礦體的采空區，礦體間距較小時，上下盤礦體同時處理；每次爆破1～2個礦房，間柱、頂柱、上盤圍巖同時爆破，用分段導爆管控制起爆順序，起爆順序為間柱-頂柱-上盤圍巖。崩落后視礦房底部是否安全，在確保安全的情況下可以從本中段出礦，否則需在下面的空區處理后從下部中段出礦[4]。

上盤圍巖采用硐室爆破，與礦柱回采屬同一次爆破，起爆順序上在礦柱回采后。當崩落礦石從底部運出，其上盤爆破后的圍巖隨著礦石的運出開始下降，最終形成20～30 m緩沖墊層。硐室爆破最小抵抗線取5～6 m，硐室間距15 m。硐室規格1×1×1。

2.2 工程布置

在370 m、314 m、268 m水平掘上下盤沿脈巷道，在沿脈巷內每隔15 m掘鑿巖硐室，規格3 m×3 m，向礦體方向鑿束狀中深孔。在上盤沿脈巷內每隔15 m掘采空區處理裝藥硐室，規格1 m×1 m。每個水平均設有入風巷（或天井）和回風天井，天井內設梯子間，兼作安全出口。保證每個水平均有兩個以上安全出口。

礦柱回采與空區處理總采準工程量為10276 m/41473 m3，詳見表1。

3 結語

崩落圍巖處理采空區的目的是使圍巖中的應變能得到釋放，減小應力集中程度。礦房采完后，礦柱是應力集中的部位，設計采用從上至下的方法，并按分段導爆管控制起爆順序，即為間柱-頂柱-上盤圍巖的爆破順序處理采空區，這樣處理礦柱完全，且采準工程量相對較小，對礦山來說，經濟節省安全。

參考文獻

[1]王青，史維祥.采礦學[M].北京：冶金工業出版社，2009.

[2]胡家國，馬海濤.鐵礦采空區處理方案研究[J].中國安全生產科學技術，2010.

[3]李純青，姚香.采空區處理新技術的理論研究及應用實踐[J].黃金，2004（1）.

[4]張成良，侯克鵬，李克鋼.硐室爆破法處理采空區的應用實踐[J].工程爆破，2008，14（4）.