淺談天馬山硫金礦床采空區地壓管理辦法

摘要：天馬山硫金礦床經過近三十年的開采，存在著大量的采空區，據統計空區體積已達111.06萬m3。本文針對采空區現狀及其給安全生產帶來的隱患，從空區分布狀況分析、空區治理方案及其所應采取的安全技術措施等方面，系統闡述了天馬山硫金礦床采空區地壓管理辦法。

關鍵詞：采空區 分布 治理 措施

1 基本情況

天馬山礦區硫金礦床屬多成礦階段，多物質來源的層控式同生沉積-高中溫巖漿熱液疊加改造型礦床，它包括天山（-95m以上）和馬山（-95m以下）兩個硫金礦床。天馬山硫金礦經過近三十年的開采，現已形成8個中段：+5m中段、-25m中段、-55m中段、-95m中段、-135m中段、-175m中段、-215m中段、-255m中段。據不完全統計，整個礦區-255m以上采空區體積已達111.06萬m3，而-135m以上各中段開采后滯留的空區較多，分布狀況為：-55m中段空區約47.87萬m3，-95m中段空區約20.17萬m3，-135m中段空區約15.02萬m3，-175m中段空區約28.00m3，扣除已用尾砂或砼充填的采空區，天馬山硫金礦床未充填采空區體積約61.06萬m3（其中-175m中段以上空區為50萬m3），占整個礦區采空區體積總量的55%。過去，維持采空區穩定的主要措施是預留一些臨時或永久的礦柱，據不完全統計-25m至-55m兩中段間預留的礦柱礦量約34萬噸。

2 采空區分布狀況與分析

2.1 階段回采現狀 天馬山硫金礦床經過近三十年的開采，已形成8個中段：+5m中段、-25m中段、-55m中段、-95m中段、-135m中段、-175m中段、-215m中段、-255m中段，其中+5m中段、-25m中段、-55m中段、-95m中段已基本回采結束，-135m中段回采即將結束，現大量回采已轉入-135m中段以下。

2.2 礦山采礦方法 天馬山硫金礦-25m中段及以上采用的采礦方法為預切頂下向分層空場采礦嗣后充填法，-55m中段及以下采用的采礦方法為分段空場采礦嗣后充填法。

2.3 采空區分布及分析 天馬山硫金礦采用嗣后充填采礦法，因充填料不足，造成空區未能及時充填，形成大量的采空區。經統計，-25m中段以上13個、-55m中段9個、-95m中段21個、-135m中段及以下16個，其中：暴露面積最大的空區是-55m中段Ⅰ#空區，體積達4054m3；采空區高度最大的是Ⅲ#空區，高度達36m。-25m和-55m中段空區不僅暴露面積大、高度大，而且在縱向上兩中段空區大部分重疊，一旦垮塌容易串通，因而危險性極大。

3 空區治理方案

空區處理的實質是：緩和巖體應力集中程度，轉移應力集中部位，使應力達到新的平穩，以達到控制地壓的目的。空區處理的方法主要有：封閉、充填、崩落圍巖三種。經分析比較三種方法的優劣，對于天馬山礦區，因地表不允許陷落，崩落圍巖法顯然行不通，采取單一封閉或充填法，也不能較好地處理空區，本著經濟、實用、安全的原則，結合空區現狀，采用充填與封閉相結合的空區治理方案。

4 安全技術措施

目前，天馬山硫金礦床井下存在約61.06萬m3采空區，是礦山最大的安全隱患之一，若礦區生產大規模的地壓活動，將波及地表礦山生產設施的安全，必將帶來極大的社會影響。因此，在對采空區進行有效的處理之前，對其地壓監測是十分必要的，一方面通過監測采空區的變化和破壞，可以及時了解其安全狀況，避免突發的地壓活動；另一方面通過對采空區變化及破壞的系統監測，可以掌握其變化規律及發展趨勢，從而為采空區治理并最終消除地壓危害提供決策依據。

4.1 建議在天馬山礦區地表移動范圍外設置警戒標志，嚴禁在移動帶內設置建筑物，此外在進入移動帶內的入口處設置醒目的文字標牌（這項工作目前已實施）。

4.2 將巖石移動帶內的臨時居民點和危房人員遷出，以防意外事故的發生（已實施）。

4.3 加快空區治理，進行日常地壓監測，確保空區上方設備、設施的安全（已實施）。

4.4 禁止在采空區上部巖體進行非法采礦活動，消除安全隱患（已實施）。

5 結語

5.1 通過對天馬山硫金礦采空區地表的巖層移動觀測網各測點以及采石場區域測點監測分析表明，天馬山采空區目前處于相對穩定狀態，在一定時期內不會發生大規律的地壓活動（地表巖層移動監測網于2001年8月建立）。

5.2 由于采空區是礦山往年開采遺留下來的，數量多、體積大，且分布復雜，采空區治理應遵循分期分階段進行的原則，重點應放在-25m、-55m中段范圍內的采空區，采取充填、封閉與監測相結合的辦法進行系統治理。

5.3 采空區地壓管理的重要性是眾所周知的，它是礦山生產中的最大安全隱患之一，應引起全礦上下的高度重視，需要廣大工程技術人員共同研究、共同努力。

參考文獻：

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[5]趙繼銀等著.銅陵有色股份天馬山黃金礦業有限公司-175m中段以上回采安全性研究，中鋼集團馬鞍山礦山研究院，2009年12月.

作者簡介：楊玉奇（1959-），男，安徽桐城人，大專學歷，采礦工程師，致力于地壓管理控制與研究。