露天煤礦采空區(qū)處理與采礦一體化研究

石鑫

[摘 要]于露天煤礦開采過程而言，需要對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，該項(xiàng)工作對(duì)礦山安全高效的開采以及防止坍塌事故的發(fā)生具有重要意義。對(duì)露天煤礦采空區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行研究，并對(duì)不同部位的采空區(qū)提出相應(yīng)的治理方案，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行采空區(qū)處理與采礦一體化的研究。

[關(guān)鍵詞]露天煤礦;采空區(qū);采礦一體化

一、采空區(qū)的治理方法

當(dāng)前，對(duì)采空區(qū)的治理方法可以歸納為5類，分別為填充法、封閉法、小孔徑礦柱崩落法、深孔爆破法、拋擲爆破法。

其中，填充法的使用在國(guó)內(nèi)比較常見，并且較為成熟，由于填充法的填充材料有很多種，所以填充的方式也不盡相同，主要有干式、高水速凝全水固化膠結(jié)、高濃度全尾砂等，以上這些填充方式在技術(shù)上都可以實(shí)現(xiàn)。小孔徑礦柱崩落法適用于采空區(qū)頂板巖石厚度較小的情況。由于此方法技術(shù)難度較大，投資也非常大，效率較低，所以不建議采用此種方法。而封閉法的使用就相對(duì)靈活，它特別適用于小范圍的、對(duì)周邊沒有影響的采空區(qū);但是這種方法不適用于露天開采境界內(nèi)的采空區(qū)，可以在原煤運(yùn)輸巷道影響區(qū)的治理工作中應(yīng)用。除此之外，還有一種方法就是深孔爆破法，這種方法把露天礦采空區(qū)處理和爆破巖石有機(jī)地結(jié)合在一起，既處理了采空區(qū)，又達(dá)到爆破巖石的目的，和其他幾種方法相比，此方法具有技術(shù)簡(jiǎn)單、投資較少、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。所以，在露天采場(chǎng)內(nèi)采空區(qū)用這種處理方法是最為理想的。

因此，對(duì)露天煤礦運(yùn)輸巷道附近的采空區(qū)進(jìn)行處理時(shí)，建議使用填充法和封閉法比較合適;對(duì)露天采場(chǎng)下部的采空區(qū)進(jìn)行處理時(shí)，建議使用深孔爆破法來處理。

二、采空區(qū)處理與采礦一體化

在露天礦的開采與生產(chǎn)過程中，采空區(qū)的存在影響安全開采，所以要將采空區(qū)處理與采礦進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，形成采空區(qū)處理與采礦一體化系統(tǒng)。具體步驟如下：

（一）采礦區(qū)資料收集

通過收集現(xiàn)有露天煤礦的地質(zhì)特征、現(xiàn)場(chǎng)情況、巖石層位、工作人員的經(jīng)驗(yàn)等作為依據(jù)，詳細(xì)分析采礦區(qū)發(fā)生問題概率較大的范圍。

（二）物探探測(cè)

聘請(qǐng)有資質(zhì)的、經(jīng)驗(yàn)豐富的物探公司，對(duì)露天煤礦的采空區(qū)進(jìn)行探測(cè)，初步確定采空區(qū)的范圍。

（三）鉆探探測(cè)

結(jié)合物探公司探測(cè)出的范圍，進(jìn)行合理的工程鉆探。鉆探時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的鉆機(jī)，鉆探時(shí)檢測(cè)地壓，如有問題立即停止鉆探工作。

（四）資料匯總

相關(guān)部門將以上獲得的所有資料進(jìn)行研究分析，最終確定采空區(qū)的具體位置，并在采場(chǎng)上做好標(biāo)注，同時(shí)建立采空區(qū)三維地質(zhì)模型。根據(jù)采空區(qū)的不同從而選擇不同的方案，切不可使用一套方案解決，要做到具體問題具體分析。

（五）采空區(qū)處理

相關(guān)技術(shù)人員將采空區(qū)進(jìn)行分類，可以根據(jù)采空區(qū)上覆巖層的厚度來分類，結(jié)合分類結(jié)果和采空區(qū)的位置，對(duì)露天礦場(chǎng)的生產(chǎn)綜合考慮，制定出采空區(qū)的治理措施，從而指導(dǎo)生產(chǎn)。

三、采空區(qū)的安全措施

本文通過充分研究采空區(qū)的探測(cè)方法、采空區(qū)處理的方法以及采空區(qū)上覆巖層厚度等，從而得出采空區(qū)安全生產(chǎn)的措施，從而確保在露天煤礦采空區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的人員和設(shè)備的安全，具體措施如下。

（一）人員和設(shè)備安全操作措施

工作人員和設(shè)備需要在采空區(qū)上方進(jìn)行作業(yè)時(shí)，要想確保設(shè)備和人員的安全，則需要制定相應(yīng)的操作措施。（1）依據(jù)采空區(qū)上方的覆巖層厚度，劃出可能出現(xiàn)采空區(qū)的危險(xiǎn)范圍，同時(shí)做出危險(xiǎn)標(biāo)識(shí)，禁止人員和設(shè)備進(jìn)入此區(qū)域。（2）倘若需要在采空區(qū)的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行穿孔作業(yè)，則需要在危險(xiǎn)界限內(nèi)工作，不要在邊緣作業(yè)，同時(shí)要做好出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)的撤退預(yù)案，確保鉆機(jī)能夠及時(shí)離開現(xiàn)場(chǎng)。除此之外，鉆機(jī)不在作業(yè)時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)離采空區(qū)。（3）在采空區(qū)進(jìn)行鉆孔時(shí)，需要根據(jù)不同的情況，采用不同的鉆孔處置措施，如果出現(xiàn)高溫孔或者火孔，應(yīng)當(dāng)做好滅火、降溫的處理措施。（4）制定爆破作業(yè)流程，工作人員進(jìn)行作業(yè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照流程作業(yè)。

（二）采空區(qū)安全作業(yè)技術(shù)措施

首先，成立專門的機(jī)構(gòu)，配備專門的技術(shù)人員，對(duì)采空區(qū)作業(yè)進(jìn)行安全監(jiān)督;其次，相關(guān)部門對(duì)采空區(qū)的具體位置作出明確標(biāo)注，同時(shí)設(shè)置警示標(biāo)識(shí)，然后采礦需要的輔助設(shè)備在采空區(qū)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過安全穩(wěn)定性能的測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果判定是否可以進(jìn)行采空區(qū)作業(yè)，同時(shí)作業(yè)時(shí)要嚴(yán)格按照制定的作業(yè)流程操作;最后，大型設(shè)備需要進(jìn)入采空區(qū)作業(yè)時(shí)，不但要進(jìn)行安全穩(wěn)定性能的測(cè)試，還需要對(duì)地壓進(jìn)行檢測(cè)，如有任何異常及時(shí)報(bào)告，確保所有人員和設(shè)備撤離采空區(qū)。

綜上所述，在露天煤礦生產(chǎn)時(shí)，采空區(qū)的處理十分關(guān)鍵，但是也不能將生產(chǎn)全部停下來只進(jìn)行采空區(qū)的處理，這樣大大浪費(fèi)了人力和物力。因此需要將采空區(qū)的處理與采礦有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)采空區(qū)的處理與采礦一體化。本文通過對(duì)采空區(qū)的處理方法進(jìn)行研究，確定采空區(qū)的處理方法，同時(shí)根據(jù)采空區(qū)的不同情況進(jìn)行匯總分析，制定出采空區(qū)的安全措施，促使相關(guān)單位在露天煤礦采空區(qū)作業(yè)更加安全、可靠。

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[作者單位]

中煤平朔集團(tuán)東露天礦

（編輯：薄躍華）