隱患資源開采與采空區(qū)治理協(xié)同研究

肖高桃

岑鞏縣自然資源局 貴州黔東南 557800

1 采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害

采空區(qū)將導(dǎo)致地面坍塌，造成地質(zhì)災(zāi)害，不僅影響生態(tài)環(huán)境，還對(duì)土地資源，水資源等產(chǎn)生不利影響，對(duì)人民的正常生活產(chǎn)生重大影響。生命和財(cái)產(chǎn)安全受到威脅。具體來說，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）采空區(qū)周圍地面坍塌多為圓形和珠狀，在采取有效處理措施之前仍然不穩(wěn)定。（2）采空區(qū)的變形會(huì)對(duì)房屋造成損壞并對(duì)房屋造成損壞。（3）水資源破壞。在進(jìn)行資源開采作業(yè)時(shí)，有必要從礦井中排出并破壞含水層的蓄水結(jié)構(gòu)，使人們的水非常緊張。（4）破壞土地資源。在頻繁的采煤作業(yè)中，陸地上出現(xiàn)了許多裂縫，大面積的耕地荒廢，增加了土地荒漠化和土壤侵蝕災(zāi)害的發(fā)生率[1]。

2 采空區(qū)協(xié)同利用的基本原則

2.1 安全第一性

采空區(qū)的協(xié)調(diào)使用不能以犧牲工程穩(wěn)定性為代價(jià)。首先，必須保證項(xiàng)目的穩(wěn)定性。在穩(wěn)定工程的前提下，我們可以更好地利用，變得主動(dòng)，變得更加有利，并充分利用這些空白區(qū)域。此外，開放區(qū)域的施工過程也需要注意安全，必須采取保障措施。有必要制定具有安全施工意義的安全技術(shù)措施，如頂板誘導(dǎo)坍塌技術(shù)。工程安全應(yīng)包括兩個(gè)層面，不會(huì)在宏觀層面造成災(zāi)難性的連鎖反應(yīng)，也不會(huì)導(dǎo)致微觀層面的安全事故。

2.2 工藝合理性

使用空白空間的最基本要素是使空白區(qū)域的空間位置可以嵌入到挖掘布局中，這可以稱為嵌入式空區(qū)域管理模式?？諈^(qū)域的使用需要采礦方法的設(shè)計(jì)，采礦方法所需的采礦布局必須能夠嵌入空區(qū)域，或者在部分修改后可以將空區(qū)域部分嵌入采礦布局中。因此，對(duì)于有空區(qū)的礦體，在采礦方法設(shè)計(jì)中首先考慮空區(qū)的協(xié)調(diào)使用。當(dāng)然，充分利用是一種理想的情況。更常見的是，需要在項(xiàng)目中對(duì)建筑的性質(zhì)進(jìn)行一些調(diào)整，例如部分圍巖的坍塌，或填充一些空白區(qū)域以實(shí)現(xiàn)這一需求[2]。

2.3 經(jīng)濟(jì)節(jié)約性

空間的協(xié)同作用需要考慮其經(jīng)濟(jì)性。如果僅考慮過程的便利性，則成本太高，這使得其使用的意義大大降低。如果它可以直接使用而不改變空區(qū)的物理環(huán)境，那么當(dāng)前最低成本和最佳經(jīng)濟(jì)性當(dāng)然是理想的。在大多數(shù)情況下，我們需要進(jìn)行一些施工和翻新，例如周圍的巖石雪崩部分和上面提到的空區(qū)域的填充部分。此時(shí)，如果有多種治療方案，則需要對(duì)各種治療方案進(jìn)行全面的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較，以找到最佳解決方案。

3 隱患資源開采與采空區(qū)治理協(xié)同技術(shù)體系

從目的的實(shí)現(xiàn)順序出發(fā)，根據(jù)工作是否占主導(dǎo)地位，隱藏資源的開采和采空區(qū)的管理分為三個(gè)階段，即早期協(xié)調(diào)，中期協(xié)調(diào)和協(xié)同作用的后期階段。每個(gè)學(xué)習(xí)階段的任務(wù)不同，相應(yīng)的技術(shù)要求也不同。這些技術(shù)的整合構(gòu)成了開發(fā)隱藏資源和協(xié)調(diào)空白區(qū)域的技術(shù)系統(tǒng)。解決技術(shù)體系內(nèi)的各種技術(shù)問題是安全，高效開發(fā)隱藏資源的前提，也是采空區(qū)安全管理的基礎(chǔ)。

在協(xié)調(diào)的早期階段，工作的重點(diǎn)是澄清采空區(qū)復(fù)雜給水資源的各種空間屬性，并為下一個(gè)協(xié)同設(shè)計(jì)和采礦環(huán)境再造服務(wù)。準(zhǔn)確把握采空區(qū)的三維形態(tài)，空間位置，實(shí)際邊界，頂面面積和體積，是實(shí)現(xiàn)安全開采隱患資源和開放地區(qū)防災(zāi)的重要基礎(chǔ)工作。例如，國(guó)際先進(jìn)的地下采空區(qū)激光探測(cè)系統(tǒng)用于探測(cè)采空區(qū)，并根據(jù)探測(cè)到的數(shù)據(jù)，利用三維采礦工程軟件和其他工具準(zhǔn)確建立三維隱患資源?？諈^(qū)組的結(jié)構(gòu)和視覺模型可以準(zhǔn)確地確定空區(qū)的空間位置，實(shí)際邊界，屋頂面積和體積。激光檢測(cè)技術(shù)提高了空區(qū)形狀的檢測(cè)精度，充分實(shí)現(xiàn)了空區(qū)檢測(cè)結(jié)果的可視化，為空區(qū)穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)和協(xié)調(diào)利用提供了有利條件[3]。空曠的地方。

為了解決隱藏資源開發(fā)的技術(shù)問題，關(guān)鍵問題是找到高效安全的挖掘方法和流程。采礦方法和過程應(yīng)能夠連接各種規(guī)模采空區(qū)的控制模式，并滿足復(fù)雜采礦環(huán)境的要求。在確定采礦技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究了采動(dòng)條件下現(xiàn)有復(fù)雜空間群結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律，分析了不同采礦順序和采礦起始位置對(duì)整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。因此，定性地給出了合理的采礦建議和預(yù)處理措施。

確定了隱患區(qū)空區(qū)組的空間群，幾何形狀和應(yīng)力狀態(tài)的工程條件。基于采礦方法的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)的采礦布局進(jìn)行了額外調(diào)整，使采空區(qū)成為整個(gè)采礦布局的一部分。采礦系統(tǒng)的一部分或采礦系統(tǒng)的自由爆破空間不僅在整體采礦布局和經(jīng)濟(jì)效益方面實(shí)現(xiàn)了最佳系統(tǒng)，而且在生產(chǎn)效率和操作安全性方面實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化。在協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，有必要考慮是否直接使用采空區(qū)，誘導(dǎo)使用坍塌，部分填充和填料的表達(dá)[4]。深入研究采礦方法與采礦布局，空間定位，幾何，穩(wěn)定性，卸荷方法等影響因素之間的依賴關(guān)系，比較合理的管理模式和相應(yīng)的最優(yōu)幾何。

重建采礦環(huán)境結(jié)構(gòu)的過程是采礦和空域管理的協(xié)作過程。數(shù)值模擬軟件用于計(jì)算采礦環(huán)境的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。研究了二次災(zāi)害發(fā)生概率，失效形式和協(xié)調(diào)過程中的性能強(qiáng)度等問題。本文討論了二次災(zāi)害引發(fā)的機(jī)理，并提出了項(xiàng)目二次災(zāi)害的控制措施。研究重點(diǎn)是基于結(jié)構(gòu)重建過程中控制參數(shù)變化的人工誘導(dǎo)鏈斷裂和減災(zāi)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)重構(gòu)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)安全。協(xié)同技術(shù)系統(tǒng)中各種技術(shù)的解決，對(duì)促進(jìn)礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的安全高效開采和采礦技術(shù)的發(fā)展具有重要作用[5]。

4 結(jié)語

由于礦山的二次開采，在二次應(yīng)力和動(dòng)態(tài)擾動(dòng)的共同作用下，采空區(qū)的隱患資源顯示出巖石破碎，穩(wěn)定性和穩(wěn)定性差，應(yīng)力集中以及許多地下突水渠的特征。采礦方法開采存在采礦難度大，安全性差，生產(chǎn)效率低，地質(zhì)災(zāi)害隱患多，損失率高等問題。