全面法開采潛在安全隱患梳理及治理對策的思考

鄔劍鋒

（文山麻栗坡紫金鎢業集團有限公司，云南 文山 663000）

全面法在緩傾斜至近水平金屬礦開采中較為常用。全面法回采按照“采礦房留礦柱”的順序進行回采，該方法具有生產成本低、采礦能力大的優勢，但不可忽視由于留設點柱，也造成了礦產資源的較大浪費。國內學者和專家就全面法開采也進行了研究工作，并取得了良好的效果[1-3]。

筆者結合多年礦山安全管理經驗，就硬巖型金屬礦全面法開采可能存在的主要問題和相應治理對策提出了自己的思路和觀點，以期為國內外類似開采技術條件的礦山提供參照依據。

1 目前全面法開采存在的主要問題

全面法開采受礦體品位分布、礦巖穩定性等因素影響，采場結構參數也不完全一致。筆者結合自身十余年礦山工作經驗，就全面法目前存在的主要問題總結如下：

1.1 全面法開采順序問題尚待優化

緩傾斜或近水平分布的礦體采用全面法開采時，受礦體品位和頂、底板圍巖穩定性影響。目前，部分礦山存在作業面積大、采區與采區之間交錯性和貫通性問題較為突出。尤其針對開采深部不同的采場，采區間分散或集中開采誘發的應力分布特征是極不均勻的[4]。針對深部開采技術難題，有必要進行開采順序的優化，從理論分析或數值計算方面進行計算，為不同開采深度的采場穩定性評價和回采順序優化提供基礎數據。

1.2 大斷層、節理誘發頂板垮冒的可能

全面法開采設計前期，須準確掌握斷層、發育節理的實際賦存情況，這是后續采礦結構參數確定和頂板支護方式選型的重要依據[5]。針對斷層和節理發育區，應重點進行排查，最大限度地降低頂板冒落的潛在幾率。

1.3 頂板支護合理化、系統化尚需加強

在礦山開采作業過程中，作業地點有時會出現一些具有制約性的地質構造，例如破碎帶、斷層帶等等，此時礦井頂板安全在維護過程中就會出現一定的問題，由于在斷層帶中經常含有斷層泥，這種地質一旦遇到井下水就很容易軟化，特別容易出現礦井坍塌的現象，并且斷層上的下盤與上盤的礦體會發生節里面的縱橫交錯，節里面內時常會有夾帶一些泥質物質，進而形成了一種破碎巖體，礦層的穩定性也會相對變差，嚴重阻礙了礦山開采工作面頂板的管理與維護工作。另外在礦山開采工作面作業過程中，如采礦、爆破等作業會產生不同程度的震動，所以才能引發礦山巖體微觀結構的破壞，導致礦體發生變形，如果工作面上的滑移超限，則會造成整個礦體的崩塌。全面法開采頂板支護選型及結構參數通常視頂板巖層穩定性決定。傳統經驗法確定頂板支護方式雖可作為一定的參考。但面對埋藏深度不一的礦層而言，經驗判定法是否可靠值得商榷。針對不同性質的礦層頂板采用不同的手段進行支護，從而保證采煤工作面頂板的安全；加強采礦現場的管理，嚴格頂板的質量驗收，真正地做到不空頂作業，不空棚空柱，不用大塊笆片護頂，嚴禁不合理的進行分組和使用不合格的支護材料。

1.4 開采深度增大，地壓顯現劇烈

隨著淺部資源的陸續枯竭，深部開采也將實現常態化，硬巖礦山深部開采面臨的巖爆威脅也日益突出。而破碎礦體受地壓作用，井巷工程片幫和頂板冒落風險也逐漸加大。

2 全面法安全保障對策

針對上述全面法開采存在的主要技術難題，就如何降低安全風險、保障安全生產，筆者進行了思考，以期為國內外同行提供借鑒。

2.1 回采順序優化方面

隨著計算機和相關巖土方面數值軟件的大量涌現，礦山開采也逐漸將計算結果作為主要參考依據對采場回采順序和結構參數進行優化。

根據數值模擬計算結果，確定不同開采深度圍巖應力分布情況、留設點柱穩定性、頂板變形量，能夠為后續開采順序優化提供重要的理論參考依據。

2.2 礦石和巖石穩定性定量評價

準確掌握頂板、底板和礦體的穩定性對于指導后續采礦至關重要。單純依靠經驗法去判定有失偏頗，筆者查閱相關文獻后了解到，目前國內許多研究單位均有相關設備能夠進行高效、便捷的礦巖穩定性評價。在獲取斷層、節理等參數后，結合室內巖石力學實驗，可獲取巖體力學參數，定量評價礦石和巖石的穩定性。

2.3 頂板支護系統化、合理化

全面法采礦的首要隱患源就是頂板垮冒，若頂板礦巖穩固性較差，則極容易發生頂板垮冒，威脅人員及設備安全。目前，國內常用的支護手段有錨桿、錨網、噴錨網、噴錨網索等。

井下頂板經充分排險后，需進行系統化支護。針對頂板平整性較好的采場，可采用錨桿+鋼筋條帶支護形式，錨桿網度布置均勻，實現頂板的整體加固，降低部分錨桿失效誘發的垮冒風險。

2.4 礦巖穩定性定量評價與卸壓開采

礦山經常采用經驗類比法來判斷礦體和巖石的穩定性，但這種經驗如果應用到深部開采或許適用性就比較差。能否結合室內巖石力學與先進節理、裂隙統計設備對深部礦體和巖石穩定性進行定量評價，未前述支護系統化、合理化提供理論依據。同時，對于硬巖礦山而言，深部開采面臨的巖爆風險也日益突出，是否可以考慮采用施工硐室、巷道或鉆孔來進行卸壓，保障深部開采巖爆突發的概率，進而保障安全生產。

3 結論與展望

（1）筆者就全面法開采中存在的潛在安全隱患問題進行了思考，并就治理對策方面進行了闡述，以期能為國內類似礦山提供參照。

（2）全面法開采在埋藏深部較大的礦山能否適用？在地壓顯現劇烈區域能否實現緩薄礦體的安全回采仍需進行論證。