蔣亞東

（新疆千鑫礦業(yè)有限公司富蘊(yùn)836100）

千鑫礦遺留采空區(qū)的應(yīng)對措施

蔣亞東

（新疆千鑫礦業(yè)有限公司富蘊(yùn)836100）

千鑫礦在中亞華金和新疆有色集團(tuán)合資取得開采權(quán)以前，處于民營企業(yè)凌亂無序的開采階段，形成了大量的未經(jīng)處理的空區(qū)，造成很大的安全隱患。如何管理好空區(qū)，防止發(fā)生災(zāi)害是礦山安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。

采空區(qū)監(jiān)測應(yīng)對措施

1 概況

可可塔勒千鑫礦(千鑫礦前身)于1998年，由民營企業(yè)進(jìn)行開采，2007年中亞華金和新疆有色集團(tuán)合資成立新疆千鑫礦業(yè)有限公司，取得了可可塔勒千鑫礦的礦床開發(fā)權(quán)，并委托南昌有色設(shè)計(jì)院對礦山進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，由此開始了礦山的改擴(kuò)建工作。

礦床屬于海相火山噴流沉積改造型中低品位鉛鋅礦床。地表無山崩、泥石流、滑坡等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，附近無居民和建筑物設(shè)施，地表一般允許塌陷。礦床工程地質(zhì)條件屬于堅(jiān)硬、完整、穩(wěn)固巖類為主的簡單類型。礦體主要產(chǎn)于基巖弱風(fēng)化帶之下的大理巖和變粒巖中。礦區(qū)水文地質(zhì)屬裂隙含水層充水為主的礦床。礦床水文地質(zhì)條件中等。

民營開發(fā)期間，先后施工了10條斜井，一條豎井，對1#～9#礦體進(jìn)行了掠奪式開采。7#礦體位于勘探線17～4線，礦體比較厚大，也是民采最集中的部位，3～7線厚大部位已經(jīng)被采空，在其+860 m水平以上形成了大量的、高低不一的采空區(qū)。經(jīng)過地測人員的實(shí)際測量，基本高清了空區(qū)的分布情況。民采的最低標(biāo)高為+860 m水平以上，采空區(qū)分13個(gè)水平，采空區(qū)47個(gè)，空區(qū)體積達(dá)50.15×104m3。單個(gè)空區(qū)高度從2.2 m～80 m，單個(gè)空區(qū)的最大的體積為7.8×104m3，位于1#斜井，最小的體積為148m3，位于7#斜井。1#斜井、5#斜井的采空區(qū)體積最大，達(dá)（12.27～14.25）×104m3；8#斜井的空區(qū)水平面積最大，達(dá)1 949 m2，其他斜井的空區(qū)體積為幾萬立方米6#斜井的內(nèi)的采空區(qū)數(shù)目最多，為13個(gè)，且分為兩層，上部有2個(gè)采空區(qū)，下部有11個(gè)，1#斜井內(nèi)的采空區(qū)數(shù)目最少，1個(gè)。采空區(qū)間多為相互重疊，且采空區(qū)間的間距大小與各采空區(qū)的高度彼此不等，分布無規(guī)律，致使采空區(qū)安全穩(wěn)定的影響因素趨于復(fù)雜。各斜井內(nèi)采空區(qū)情況見表1。

表1 可可塔勒鉛鋅礦各采空區(qū)統(tǒng)計(jì)表

2 采空區(qū)穩(wěn)定分析

礦區(qū)的采空區(qū)主要分布在3～7線的7、9#礦體，空區(qū)形狀為筒狀，空區(qū)圍巖主要有黑云母石英變粒巖、黑云母石英片巖、鐵錳質(zhì)大理巖，對空區(qū)群穩(wěn)定性，專家利用有限元模擬分析后得出：

⑴采空后在采空區(qū)上下盤中誘生的壓力值一般為8～28 MPa,在采場所留采空區(qū)間側(cè)因應(yīng)力集中而誘生的壓應(yīng)力值10～35 MPa。

⑵采空區(qū)群的不規(guī)則存在，區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力分布異常復(fù)雜，從采空區(qū)周邊的應(yīng)力集中或應(yīng)力松弛情況即可反映出來，有時(shí)是采空區(qū)的兩側(cè)為應(yīng)力松弛區(qū)，有時(shí)是采空區(qū)的頂板或底板，底板底鼓或頂板下沉而表現(xiàn)為應(yīng)力異常。

⑶礦巖不穩(wěn)定區(qū)域主要是在采空區(qū)中段，即采空區(qū)與采空區(qū)間的間距＜10 m處。當(dāng)采空區(qū)間的間距＜10 m時(shí)，存在采空區(qū)間屈服破壞的相互貫通問題，為安全的隱患區(qū)域。因此，在今后的采礦過程中應(yīng)密切注意采空區(qū)間的相互影響，采空區(qū)與采空區(qū)要留足保護(hù)隔離柱厚度。

⑷從空區(qū)穩(wěn)定性分析來看，目前采空區(qū)的破壞區(qū)域暫時(shí)不會發(fā)展到地表，在地表沉降位移量也不大。

總體看，采空區(qū)域的現(xiàn)狀基本穩(wěn)定。這么多年過去了，有時(shí)在空區(qū)附近的巷道觀察，發(fā)現(xiàn)空區(qū)仍沒有發(fā)生大的冒頂垮塌，也從側(cè)面證實(shí)了專家分析結(jié)論的正確。

3 應(yīng)對措施

在采空區(qū)的周圍，還遺留有大量未采礦石，需要進(jìn)行開采，而大量不規(guī)則采空區(qū)的存在，可能引發(fā)的地壓活動，對井下作業(yè)人員、巷道設(shè)施、構(gòu)筑物造成危害。因此對空區(qū)的管理，實(shí)際上是對空區(qū)地壓活動的檢測,金屬礦山地壓檢測的方法很多，有機(jī)械法、電測法、光測法、聲測法和電磁輻射法等。目前普遍采用的多通道聲發(fā)射/威震檢測為主，應(yīng)力和位移監(jiān)測為輔，多種手段同時(shí)實(shí)施，相互應(yīng)證的方式進(jìn)行。針對千鑫礦的特點(diǎn)，建議采用以下措施：

⑴采用聲發(fā)射、應(yīng)力、位移監(jiān)測和空區(qū)探測的方法，結(jié)合采場巷道巖層破壞的目測法等綜合性的監(jiān)測，在采空區(qū)的周邊、采場、巷道及地面，建立立體式的地壓監(jiān)測觀測網(wǎng)，設(shè)立專門機(jī)構(gòu)或?qū)Ｂ毴藛T負(fù)責(zé)地壓管理工作。

⑵加強(qiáng)地壓管理及監(jiān)測，按時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，隨時(shí)掌握采場和空區(qū)地壓變化情況。

⑶根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施。

⑷加強(qiáng)對重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)測，重點(diǎn)區(qū)域包括：出礦水平正下方直接影響出礦作業(yè)安全的采空區(qū)；中部區(qū)域空區(qū)分布較為集中的局部地段。

⑸開采靠近空區(qū)邊緣的礦體或施工巷道附近有空區(qū)時(shí)，利用已測定的空區(qū)平面圖進(jìn)行對照，也可通過坑道鉆探掃，確定空區(qū)距離。

⑹對通往空區(qū)而又不用的巷道，構(gòu)筑磚墻或混凝土密閉墻，避免空區(qū)可能冒落時(shí)所產(chǎn)生的沖擊與地震效應(yīng)對礦山生產(chǎn)產(chǎn)生危害。

⑺加強(qiáng)地表移動陷落區(qū)的變形位移監(jiān)測及井下空區(qū)管理，該封堵的封堵，該掛警示標(biāo)志牌的掛牌，防止人員誤入空區(qū)及陷落區(qū)。

⑻加強(qiáng)對井下支巷道的日常檢查，對不安去點(diǎn)及時(shí)整改，暫不能整改的，必須掛牌，禁止人員通過。

⑼建立礦山災(zāi)害性地壓發(fā)生的預(yù)警機(jī)制，制定災(zāi)害性地壓活動發(fā)生的應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)行相互救助和自我救助的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，關(guān)鍵時(shí)刻，進(jìn)行災(zāi)害性地壓活動發(fā)生時(shí)的避難逃生演習(xí)。

4 結(jié)束語

遺留的采空區(qū)未經(jīng)處理會長期存在，隨著地質(zhì)應(yīng)力的作用，空區(qū)型態(tài)也悄然發(fā)生變化，穩(wěn)定性隨著時(shí)間的流逝會有改變。礦山的開采活動又影響到空區(qū)的穩(wěn)定，空區(qū)的存在又給礦山的安全生產(chǎn)帶來一定的隱患，而且會一直伴隨著礦山的開采活動，若一旦空區(qū)發(fā)生冒頂和崩塌，會產(chǎn)生極大地破壞作用，往往造成不可估量的人員和財(cái)產(chǎn)損失，因此，礦山企業(yè)對空區(qū)存在都高度重視。筆者對現(xiàn)有空區(qū)提出的一些建議，限于自身的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)，有很多不到之處，希望同仁們批評指正。

[1]劉正宇,鄒平.千鑫礦采空區(qū)調(diào)查及安全開采條件技術(shù)研究.

收稿：2014-06-06