張 健，肖 強(qiáng)

（中陜核工業(yè)集團(tuán)二一一大隊(duì)有限公司，陜西 西安 710024）

1 研究礦區(qū)地質(zhì)

（1）底層。所研究礦區(qū)的底層發(fā)育不全，其主要是中、新生代底層和中元古代狼山群以及缺失古生代底層。狼山群三個(gè)巖組之中的第二個(gè)巖組是礦區(qū)的主要含礦控礦巖組，這一巖組之中賦存有礦區(qū)工業(yè)礦體[1]。

（2）構(gòu)造。該礦區(qū)的構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，總體構(gòu)造的走向?yàn)镹E-SW，在受到相應(yīng)的力的作用之后構(gòu)造多次發(fā)生變動(dòng)，由此造成狼山群呈現(xiàn)出一種疊加變形的狀況。

（3）斷裂構(gòu)造。經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)礦區(qū)共有75條大小不等的斷裂，除了F1和F5這兩條屬于區(qū)域性的邊界斷層之外其它的斷層都分布在礦區(qū)的南東方向。

（4）礦體概述。研究礦體處于礦區(qū)二巖組的第四巖段底部位置，礦體的形態(tài)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在礦體8到32線(xiàn)間的發(fā)育情況相對(duì)較好，其呈現(xiàn)為單層狀的特性。

2 采空區(qū)情況

該采空區(qū)在水平面上的空區(qū)形狀呈現(xiàn)為不規(guī)則的特點(diǎn)，其分布范圍也相對(duì)較廣。在垂直面上的空區(qū)呈現(xiàn)出交錯(cuò)與重疊等不同的特征，如果在這一采礦現(xiàn)狀之上對(duì)950米中段和900米中段位置進(jìn)行連續(xù)踩空作業(yè)的話(huà)其上盤(pán)和頂板暴露面積以及空區(qū)的體積都會(huì)如下面之中的表現(xiàn)：

表1

考慮到該空區(qū)的規(guī)模較大，這就必須有合理的處理方案作為依據(jù)，并且要預(yù)留礦柱來(lái)對(duì)上盤(pán)圍巖進(jìn)行支撐，同時(shí)還要保證空區(qū)的處理具有及時(shí)性。在對(duì)該礦進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中選用分段鑿巖階段空?qǐng)龇ㄒ约皽\孔留礦法兩種方法實(shí)施采礦。

3 采空區(qū)處理技術(shù)綜述

當(dāng)前世界范圍內(nèi)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理的主要方法包括封閉法、崩落法和支撐加固法以及充填法這四種方法。

（1）崩落法。應(yīng)用這種方法主要是對(duì)強(qiáng)制崩落圍巖的方式加以利用，將崩落的圍巖充填到采空區(qū)域之中，并且利用在采空區(qū)中形成的緩沖廢石來(lái)對(duì)墊層進(jìn)行保護(hù)，通過(guò)這樣來(lái)避免在空區(qū)位置中突然冒落出較多的圍巖。

（2）支撐法。應(yīng)用該方法主要是對(duì)臨時(shí)性或者永久的礦柱加以利用，通過(guò)礦柱來(lái)對(duì)采空區(qū)的頂板給予支撐，通過(guò)這樣可以有效的防止圍巖冒落情況發(fā)生，該處理方法具有簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)。

（3）封閉和隔離的方法。該方法主要是通過(guò)對(duì)隔離層的隔離和支護(hù)功能加以利用，使圍巖的穩(wěn)定性得到有效提高的同時(shí)緩解生產(chǎn)中段的應(yīng)力，并且還能夠?qū)⑸现卸魏蜕a(chǎn)中段的松散巖石能夠被有效的隔離開(kāi)，通過(guò)這樣可以減少巖石的損失和貧化的概率。

（4）充填法。該方法是通過(guò)對(duì)填充料加以利用來(lái)對(duì)采空區(qū)的頂板和圍巖起到支撐的作用，通過(guò)這樣來(lái)使圍巖的穩(wěn)定性能夠得到有效的保證，進(jìn)而來(lái)使空區(qū)上覆巖層和地表的移動(dòng)情況得以減少，通過(guò)上述的過(guò)程可以使采礦過(guò)程中的安全性得到有效的保證。

4 采空區(qū)方案處理方法選擇

通過(guò)對(duì)上文中的描述內(nèi)容以及該采礦區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行分析，并且結(jié)合礦山所擁有的設(shè)備水平，選用尾砂膠結(jié)充填的方法對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，礦區(qū)之內(nèi)擁有大量的選礦尾砂，這就為井下的充填提供了條件。

（1）地表充填制備站。地表充填制備站的組成包括水泥倉(cāng)、臥式砂倉(cāng)和儀表控制以及制漿攪拌等幾個(gè)部分，該制備站如下圖之中所示：

圖1

（2）井下充填管路。井下充填系統(tǒng)的組成包括充填平巷、天井和充填鉆孔以及充填使用的管道。充填鉆孔的直徑為15.9厘米，孔的深度為134米，在各個(gè)中段采用直徑為11厘米的增強(qiáng)塑料管和充填平巷的4寸無(wú)縫鋼管進(jìn)行連接，采用管道自流的方式對(duì)充填料漿進(jìn)行輸送。

（3）充填倍線(xiàn)。在992米-950米以及944米-900米的水平空區(qū)進(jìn)行填充的過(guò)程中各個(gè)水平最大填充倍線(xiàn)如下圖之中所示：

表2

由此圖發(fā)現(xiàn)在對(duì)992米-950米和944米-900米水平最遠(yuǎn)空區(qū)進(jìn)行充填的過(guò)程中充填倍線(xiàn)的最大值分別為2.66和3.07，所有的數(shù)值都比“5”這個(gè)最大允許充填倍線(xiàn)的數(shù)值藥效，所以在這一點(diǎn)可以確定該方案滿(mǎn)足對(duì)該采空區(qū)充填的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)地下礦床進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)一定范圍的采空區(qū)，這些采空區(qū)的出現(xiàn)會(huì)使巖體原油的應(yīng)力平衡效果遭到不同城的破壞，由此而造成的便是空區(qū)周?chē)囊恍r體的圍巖應(yīng)力出現(xiàn)不同程度的變化，在對(duì)新的平衡進(jìn)行構(gòu)建的過(guò)程中出現(xiàn)重新分布的情況。需要結(jié)合不同的造成圍巖應(yīng)力發(fā)生變化的原因來(lái)選擇有效的空去處理方法，通過(guò)這樣適當(dāng)?shù)慕档涂諈^(qū)圍巖移動(dòng)過(guò)程中所造成的危害。應(yīng)用尾砂膠結(jié)充填方法對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦柱的安全回收以及提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益，并且有助于資源回收率的提高，并且也能夠使礦山生產(chǎn)過(guò)程中的安全性得到一定的提高。