采空區綜合防治技術探討

文/張曉

一、企業概況

河南金渠黃金股份有限公司金渠金礦(以下簡稱金渠金礦)，原企業名稱為三門峽市金渠金礦。經過幾次改擴建工程，已形成為采選1100T/d采選能力。

（一）礦區概況

金渠金礦區位于河南省靈寶市的西南部陽平鎮大湖峪西峪內，隸屬陽平鎮大湖村轄區， 地理坐標為東經110°32′55″～110°35′51″，北緯34°24′27～34°26′08″。金渠金礦礦部距陽平鎮7公里，距礦區8公里，距靈寶縣城30公里。陽平鎮至大湖村為水泥路面，大湖村至礦部為山區簡易公路。三門峽經靈寶至西安有G310國道和連霍高速公路，均從礦部以北通過。從三門峽市沿連霍高速公路至西閆出口為60km，從西閆出口至陽平11km；沿G310國道從三門峽至靈寶60km。靈寶至陽平23km。礦區交通十分方便。

二、礦床開采

（一）開采范圍、開采順序及崩落區范圍

本礦山開采對象為201、202、15、16和309等5條礦脈，15、309礦脈相對較高，具有相對獨立性；15脈賦存標高較高，亦具有一定的獨立性。所以，對309、15的開采分別獨立開采。202和16礦體，進行兩翼后退式回采。

關于崩落區及范圍問題，因該區礦脈屬薄和極薄型礦體：0.5～1.0～2.0m厚，即使采空區跨落（碎漲系數按0.4計）則塌落高度最高也不過8m，即被充填嚴實。只在礦脈漏重處有局部塌落現象。崩落角可按70°設計。

（二）生產能力確定

五個礦脈中的309、15相對獨立，16脈在最東端，201、202走向延伸場較長，是本區的重點礦體。因此，可同時有多個礦塊同時作業。詳情見下表：

礦脈號 礦塊數 同時作業數礦塊生產能力（T）中段能力（T） 備注309 8 1 45 50 15 6 1 45 45 201 6 1 45 45 202 12 2 45 180 16 12 2 45 180 16 12 2 45 180兩個中段同時作業

（三）采礦方法

根據我礦二十年來的生產實踐，全面法和留礦全面法是本區行之有效的采礦方法?？筛鶕鞯V脈的賦存條件，靈活使用，工人早已成熟掌握，且具有較好的經濟指標。

三、采空區危害

金渠金礦是個已開采20多年的黃金老礦山，對于采幅較大的礦體以分段礦房法為主,采幅較窄的礦體,主要采用留礦法。在長期的開采過程中,在沿礦體走向已經形成了一個較大的采空區,直接影響了礦區及周圍的安全,需要對此加以治理。

四、采空區處理原則和方法

1.一般來說，礦柱回采和采空區處理應遵循以下原則：

（1）統一性：即統一考慮整個礦床各種礦體的回采工藝與空區處理。

（2）及時性：礦房回采完畢應馬上回收礦壁，或礦柱先采礦房后采。

（3）合理性：采空區處理方法多種多樣，但一個礦山選擇某種方法必須要技術上可行，經濟上合理。

2.處理方法有充填、崩落與支撐三大方法，可細分為下述8種：

（1）強制崩落圍巖，使地表陷落消除空區，或者強制崩落部分圍巖使之形成廢石墊層，將作業區段隔開。

（2）圍巖自然崩落充填空區。

（3）用礦石墊層將作業區與采空區隔開。

（4）各種材料包括掘進廢石、選礦尾砂、或尾砂加其它膠結材料充填空區。

（5）留永久礦柱支撐空區。

（6）礦柱支撐和充填聯合處理。

（7）疏通空區及密閉空區。

（8）以上兩種或幾種不同方法聯合處理。

五、大規?？諈^處理

（一）采礦方法

1250坑口的主礦脈S201脈賦存于礦區中部的控礦擠壓構造帶內，礦體為含金石英脈，平均厚度0.85m，傾角30°。礦體上下盤為綠泥石絹云母片麻巖、石英綠泥片麻巖和輝綠巖。圍巖節理裂隙發育，穩固性較差，礦石中等穩固。

使用淺孔留礦法回采，采場長30～50 m，寬為礦厚，中段高40m，間柱寬6～8 m，底柱高5～7 m，預留頂柱。采場聯絡道間距5～6 m，由于圍巖穩固性較差，所以只能使用脈外天井，底部結構為平底式人工出礦，上向水平分層回采。

（二）空區危害

1250坑口為平硐開拓，最高開采海拔1416 m，經過數十年的生產，1403～1060m分布著10.3萬立方連續空區，1395～1190m有待采礦體，1275 m 水平正在開拓與探礦?？諈^走向長度達300m，由于空區規模及采深較大，已造成很大的應力集中，導致頂點和底柱大多開裂，裂縫1～10mm不等，部分礦柱片幫垮塌，并伴有清脆的礦柱壓裂和彈射聲音。頂板不時發生的沖擊地壓困擾著礦山安全生產，為了控制工作面地壓，每年要投入數百萬元，修筑人工礦柱或購買坑木支柱。

（三）空區處理

根據礦山具體條件，采用控制爆破技術，沿礦體傾向局部切槽，在走向全長形成幾個松石壩隔離回收礦柱后，1275 m水平類似一條塹溝，在此平巷切槽放頂，槽深2.2m，寬度10m，采用4眼中間加空眼平行直線掏槽，抵抗線0.4～0.8、1.0～1.5m不等，崩落上部圍巖范圍10m。切頂放炮后局部懸空高度不大于1.0 m，開裂嚴重，經常冒落，預計將會接頂。

用控制爆破局部切槽放頂技術封隔空區，既可避免頂板沖擊地壓，又可調整待采礦體應力。沿300m走向長度形成10m松石隔離壩，僅需施工費用15萬元，較礦山常用隔離支撐方法至少可節約360萬元，且節約數百萬元工作面安全維護費用。

六、礦柱回采與空區處理

1250坑口目前有6個生產中段，其中1175、1135、1015 m為殘礦回收中段，1095、1060 m為采礦生產中段，其它為開拓、探礦、采準中段。由于各種原因，1135 m 中段以上留下大量礦柱、礦壁、邊角礦及相對品位較低的礦石，約占開采礦量的30%左右。礦山開采至今已經形成采空區約1.5萬m3，長期拖延礦柱回采和空區處理，導致礦柱變形與破壞，威脅作業區段的安全和礦柱回采。

在殘采生產實踐中，運用爆破新技術，最大限度地減少爆破對頂板和殘留礦柱的破壞，同時，采用地壓控制技術，保證了殘礦回采安全高效地進行。殘采結束后的個別面積比較大的采空區采取控制爆破切槽放頂、面積較小的采空區使用封閉隔離的方法處理，均收到很好的效果，共采出各種殘礦和礦柱9.7萬t，生產金屬量403.52kg，地質品位4.16g/t，為企業創造了較良好的經濟效益，保證了下部礦體的生產安全。

七、建立地壓活動及穩定性監測系統

由于金渠金礦的礦體走向長,礦體開采范圍較大,礦山服務年限長,對現存的陷落區及礦區上部的采空區進行充填處理后,礦山下部仍將在較長時間范圍內進行采礦作業。故需在該礦建立礦山安全監測系統,對井下地壓及地表重點地段穩定性進行全方位實時監測,根據監測結果,制定相應的處置措施,從而防止和避免發生大的地壓活動和地質災害。