某礦采空區(qū)災(zāi)害分析與處理對(duì)策研究

秦秀山，王湖鑫，許文遠(yuǎn)，陶志剛

（北京礦冶研究總院，北京100160）

某礦采用淺孔留礦法采礦，在礦區(qū)范圍內(nèi)逐步形成了大量采空區(qū)。由于采空區(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大，地表發(fā)生了部分塌陷并伴生裂縫，影響礦山井上和井下的正常作業(yè)，威脅礦山工作人員的安全。此外，礦區(qū)內(nèi)部遺留的大量殘礦資源由于采空區(qū)的存在而無法正常開采，造成礦產(chǎn)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

隨著礦山生產(chǎn)的進(jìn)行，地下開采必然形成更多采空區(qū)，而采空區(qū)的形成使周邊一定范圍的巖體應(yīng)力重新分布，導(dǎo)致巖石變形、破壞和移動(dòng)，易引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害，形成重大安全隱患，成為礦山可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。

1 采空區(qū)工程概況

該礦地表標(biāo)高為707m，包含633m、594m、554m、512m等水平。其中，512m水平已完成部分開拓工程，554m水平正進(jìn)行正常回采，595m水平已經(jīng)完成回采。633m水平及以上為以前礦主開采，空區(qū)情況不明，工程破壞嚴(yán)重。

礦山采用豎井和斜坡道聯(lián)合開拓，采礦方法主要為平底結(jié)構(gòu)的淺孔留礦法。受開采初期技術(shù)條件和機(jī)械設(shè)備的限制，礦山形成了一系列沿走向不連續(xù)的空區(qū)，空區(qū)高度為28～35m。空區(qū)之間留保護(hù)礦柱，厚度為4～14m。該礦區(qū)空區(qū)體積較大，部分空區(qū)已從594m水平垮通至地表，礦山空區(qū)分布情況如圖1所示。

此次處理空區(qū)主要位于554m和594m水平。現(xiàn)在回采的554m水平采空區(qū)約有12萬m3，594m水平已全部開采完畢，約有空區(qū)15．4萬m3，共有空區(qū)27．4萬m3。633m水平以上至地表是老采空區(qū)，沒有資料，采區(qū)內(nèi)部情況不詳。

隨采空區(qū)暴露時(shí)間的延長和后續(xù)深部開采的影響，可能使部分不穩(wěn)定礦柱發(fā)生破壞，進(jìn)而導(dǎo)致頂板出現(xiàn)垮落。……