特大空區礦柱群分區協同開采技術研究與應用

林衛星，周愛民，宋嘉棟，歐任澤，柳小勝

(1.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南長沙 410012;2.國家金屬采礦工程技術研究中心， 湖南長沙 410012;)

0 前言

我國金屬礦山由于受當時的礦業開發政策和開采技術的影響，遺留了大量的采空區，受采空區影響的金屬礦產資源量巨大，占到礦山資源總量的30%～35%。

礦柱成群存在，地下空區形態錯綜復雜，內部情況不明，且多層重疊、相互關聯，形成了一種復雜的三維網狀結構。傳統工藝回采這類礦體，將空區處理與礦柱回采按兩道相對獨立的工序實施，第一步處理空區，第二步回采礦柱。常規的礦柱回采工藝均為小規模作業，需要進行多次爆破作業才能完成礦柱回采。由于受一次開采和二次應力集中的影響，導致遺留礦體破碎不穩定，容易垮塌。在處理空區和多次回采作業過程中使礦柱穩定性進一步變差，因而礦柱回采過程中頻繁地發生塌陷事故，危及人員與設備安全;并且回采工藝復雜、成本高、開采效率低、規模小。如柿竹園多金屬礦與三道莊鉬礦的地下采空區達360萬m3和1800萬m3，受空區影響的礦石量達2935萬t和6200萬t。自本世紀初分別采用地下方式和露天方式開采礦柱資源以來，一直受到安全隱患困擾，生產過程中頻繁發生事故，至2006年分別發生了11次和38次重大空區塌陷事故，造成數人傷亡和設備損失，導致礦山生產效率低下，生產能力不到設計規模50%，使礦山陷入無礦可采和不能維持正常生產的局面。因此，受空區影響的礦體，其回采的安全條件極差、隱患相當大，使這類礦體成為極度難采資源，部分礦體難以開采成為呆滯資源，使我國可開采的金屬礦產資源保有量大打折扣，經濟價值超過2000億元。……