趙 興
(大寶山礦業(yè)有限公司, 廣東韶關(guān)市 512127)
露天境界內(nèi)地下采空區(qū)處理方法技術(shù)研究
趙 興
(大寶山礦業(yè)有限公司, 廣東韶關(guān)市 512127)
由于偷采、盜采,大寶山礦業(yè)有限公司露天礦坑下形成了大量的盲采空區(qū),嚴(yán)重影響礦山安全生產(chǎn),為此,對(duì)盲采空區(qū)進(jìn)行探測和安全防治,針對(duì)不同采空區(qū)采用不同的方法:單層采空區(qū)采用中深孔或切割孔爆破;多層采空區(qū)采用分層分次處理法和側(cè)翼揭露崩落充填法,采空區(qū)治理達(dá)到了較好的效果。
盲空區(qū);安全防治;單層空區(qū);多層空區(qū)
廣東省大寶山礦業(yè)有限公司凡洞礦區(qū)是大型多金屬礦山,由于眾多民采隊(duì)伍的偷采、盜采,在露天礦坑下形成了大量的盲采空區(qū),其體積多達(dá)近百萬方,這些盲采空區(qū)已嚴(yán)重影響了露天開采安全生產(chǎn),具體影響主要有以下幾個(gè)方面:
(1)嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃,給選冶帶來了很大困難;
(2)降低采區(qū)穩(wěn)定性,威脅礦山的生產(chǎn)安全;
(3)生產(chǎn)成本增加;
(4)礦石質(zhì)量難以得到保證。
由于地下盲采空區(qū)的存在,物探法的時(shí)效性無法滿足生產(chǎn)的需要。根據(jù)礦山長期的摸索研究,目前主要使用鉆孔探測與三維探測相結(jié)合的方法。同時(shí),積極尋找合適場地進(jìn)行物探試驗(yàn),摸索出適合礦山巖性的合理方法并進(jìn)行大范圍物探。
對(duì)于已經(jīng)探明的采空區(qū),經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐,已探索出一套適合礦山處理采空區(qū)的成熟技術(shù),針對(duì)單層采空區(qū)、多層采空區(qū)采用不同的方法。
2.1 單層采空區(qū)處理
單層空區(qū)最基本的處理方法是利用深孔或中深孔爆破處理,若現(xiàn)場實(shí)際情況不適合在采空區(qū)頂板上直接打垂直孔進(jìn)行爆破的采空區(qū),則可創(chuàng)造條件打孔爆破,如在采空區(qū)四周打切割孔或在臨近邊坡上打傾斜孔等。單層空區(qū)處理方法見圖1,圖1(a)是采空區(qū)頂板厚度不小于最小安全厚度的前提下,利用臺(tái)階坡面為自由面進(jìn)行的中深孔爆破處理單層空區(qū)。
圖1(b)是采空區(qū)頂板厚度小于最小安全厚底的條件下已經(jīng)無法在采空區(qū)上方進(jìn)行鉆孔施工,在采空區(qū)四周布置切割孔爆破處理采空區(qū)。
2.2 多層空區(qū)處理
處理多層采空區(qū),根據(jù)現(xiàn)場探測及打鉆情況,可采取不同的方法。
2.2.1 分層分次處理
若該探測結(jié)果發(fā)現(xiàn)多層空區(qū)間隔板較厚,處理上層空區(qū)時(shí)不會(huì)影響下層空區(qū)的穩(wěn)定性狀態(tài),則可以采用該方法。
該方法先處理上層空區(qū),再處理下層空區(qū),每一層的采空區(qū)都按照單層采空區(qū)的處理方法處理。處理時(shí)需采取一定措施減小爆破震動(dòng)的影響,上層空區(qū)處理完成后必須對(duì)下層空區(qū)進(jìn)行再次探測以確保裝運(yùn)施工時(shí)頂板的安全。
2.2.2 多層一次處理
若在空間位置上相互重疊的多層空區(qū)彼此之間隔層很薄,分層分次處理時(shí)上下相互影響較大,則可考慮采用多層一次處理。在采用多層一次處理方法時(shí),根據(jù)采空區(qū)的賦存位置及鉆機(jī)的性能可選用以下兩種方法:
(1)大區(qū)自拉槽深孔切割區(qū)域整體崩落充填法。當(dāng)多層采空區(qū)上下重疊多而復(fù)雜,形態(tài)大小不等,首層頂板較厚,無法利用地表自由面進(jìn)行爆破處理時(shí),可采用這種方法。該方法是在鉆機(jī)滿足鉆進(jìn)深度的情況下,在地表沿各層采空區(qū)(除第一層采空區(qū)外)的外邊緣打密集的切割孔,第一層空區(qū)可按單層空區(qū)方法打孔。爆破時(shí),在首層采空區(qū)頂板較薄的位置先開槽,其它炮孔以開槽面為自由面分段爆破,處理方法如圖2所示。
處理時(shí),應(yīng)注意開槽面應(yīng)至少為5個(gè)炮孔控制面積大小,開槽領(lǐng)先其它炮孔1~2段進(jìn)行。爆破完成后核算體積確定多層采空區(qū)是否坍塌完全。
圖1 單層空區(qū)處理方法
(2)側(cè)翼揭露崩落充填法。當(dāng)多層采空區(qū)上下完全重疊無法實(shí)施切割孔作業(yè),處理時(shí)可創(chuàng)造或利用現(xiàn)有臺(tái)階自由面,在采空區(qū)側(cè)翼的臺(tái)階自由面打傾斜孔或水平孔爆破處理。該方法可以配合大區(qū)自拉槽深孔切割區(qū)域整體崩落充填法進(jìn)行,利用臺(tái)階自由面在采空區(qū)側(cè)翼打孔,確保采空區(qū)立柱坍塌,從而使頂板失去支撐,迫使其完全塌實(shí)。處理方法如圖3所示。
圖2 大區(qū)自拉槽深孔切割區(qū)域整體崩落鉆孔布置
圖3 側(cè)翼揭露處理鉆孔布置
2.3 安全要求
采空區(qū)施工應(yīng)該嚴(yán)格按照先探測后推進(jìn)的原則,確保采空區(qū)頂板厚度在安全范圍內(nèi)方可施工,同時(shí)采取邊施工邊探測的方法,利用炮孔確定該位置頂板厚度,一旦發(fā)現(xiàn)采空區(qū)某部位頂板厚度小于安全厚度,應(yīng)立即停止施工作業(yè),研究制定其他處理方法。同時(shí),為保證人員設(shè)備安全施工,采用微震監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行24 h不間斷監(jiān)測。劃定警戒區(qū)域,控制進(jìn)入警戒區(qū)域的人員數(shù)量,并制定應(yīng)急撤離預(yù)案。
經(jīng)過長期的探索和研究,大寶山礦業(yè)公司已經(jīng)形成了一整套成熟的采空區(qū)處理方法,針對(duì)不同位置和形態(tài)的采空區(qū)采取相應(yīng)處理措施:
(1)頂板安全的單層采空區(qū)采用一次性爆破處理;
(2)頂板危險(xiǎn)的單層采空區(qū)采用切割孔爆破處理;
(3)復(fù)雜無自由面多層采空區(qū)采用大區(qū)自拉槽深孔切割區(qū)域整體崩落充填法;
(4)有自由面多層采空區(qū)采用側(cè)翼鉆孔配合大區(qū)自拉槽深孔切割區(qū)域整體崩落充填法。
從實(shí)踐來看,這套方法可解決出現(xiàn)的各種類型采空區(qū),而且達(dá)到了較好的效果。應(yīng)用這套方法不僅能快速處理采空區(qū),避免了因采空區(qū)坍塌而帶來的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,而且為后續(xù)生產(chǎn)采掘奠定了基礎(chǔ),提高了采空區(qū)處理效率的同時(shí)保證了生產(chǎn)。
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2015-03-03)
趙 興(1984-),男,湖南永州人,采礦工程師,主要從事露天礦山境界內(nèi)下覆采空區(qū)的安全防治技術(shù)工作,Email:22153486@qq.com。