千鑫礦遺留采空區的應對措施

蔣亞東

（新疆千鑫礦業有限公司富蘊836100）

千鑫礦遺留采空區的應對措施

蔣亞東

（新疆千鑫礦業有限公司富蘊836100）

千鑫礦在中亞華金和新疆有色集團合資取得開采權以前，處于民營企業凌亂無序的開采階段，形成了大量的未經處理的空區，造成很大的安全隱患。如何管理好空區，防止發生災害是礦山安全生產的重要環節。

采空區監測應對措施

1 概況

可可塔勒千鑫礦(千鑫礦前身)于1998年，由民營企業進行開采，2007年中亞華金和新疆有色集團合資成立新疆千鑫礦業有限公司，取得了可可塔勒千鑫礦的礦床開發權，并委托南昌有色設計院對礦山進行了初步設計，由此開始了礦山的改擴建工作。

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現象，附近無居民和建筑物設施，地表一般允許塌陷。礦床工程地質條件屬于堅硬、完整、穩固巖類為主的簡單類型。礦體主要產于基巖弱風化帶之下的大理巖和變粒巖中。礦區水文地質屬裂隙含水層充水為主的礦床。礦床水文地質條件中等。

民營開發期間，先后施工了10條斜井，一條豎井，對1#～9#礦體進行了掠奪式開采。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。經過地測人員的實際測量，基本高清了空區的分布情況。民采的最低標高為+860 m水平以上，采空區分13個水平，采空區47個，空區體積達50.15×104m3。單個空區高度從2.2 m～80 m，單個空區的最大的體積為7.8×104m3，位于1#斜井，最小的體積為148m3，位于7#斜井。1#斜井、5#斜井的采空區體積最大，達（12.27～14.25）×104m3；8#斜井的空區水平面積最大，達1 949 m2，其他斜井的空區體積為幾萬立方米6#斜井的內的采空區數目最多，為13個，且分為兩層，上部有2個采空區，下部有11個，1#斜井內的采空區數目最少，1個。采空區間多為相互重疊，且采空區間的間距大小與各采空區的高度彼此不等，分布無規律，致使采空區安全穩定的影響因素趨于復雜。各斜井內采空區情況見表1。

表1 可可塔勒鉛鋅礦各采空區統計表

2 采空區穩定分析

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

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

⑵采空區群的不規則存在，區域內的應力分布異常復雜，從采空區周邊的應力集中或應力松弛情況即可反映出來，有時是采空區的兩側為應力松弛區，有時是采空區的頂板或底板，底板底鼓或頂板下沉而表現為應力異常。

⑶礦巖不穩定區域主要是在采空區中段，即采空區與采空區間的間距＜10 m處。當采空區間的間距＜10 m時，存在采空區間屈服破壞的相互貫通問題，為安全的隱患區域。因此，在今后的采礦過程中應密切注意采空區間的相互影響，采空區與采空區要留足保護隔離柱厚度。

⑷從空區穩定性分析來看，目前采空區的破壞區域暫時不會發展到地表，在地表沉降位移量也不大。

總體看，采空區域的現狀基本穩定。這么多年過去了，有時在空區附近的巷道觀察，發現空區仍沒有發生大的冒頂垮塌，也從側面證實了專家分析結論的正確。

3 應對措施

在采空區的周圍，還遺留有大量未采礦石，需要進行開采，而大量不規則采空區的存在，可能引發的地壓活動，對井下作業人員、巷道設施、構筑物造成危害。因此對空區的管理，實際上是對空區地壓活動的檢測,金屬礦山地壓檢測的方法很多，有機械法、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射/威震檢測為主，應力和位移監測為輔，多種手段同時實施，相互應證的方式進行。針對千鑫礦的特點，建議采用以下措施：

⑴采用聲發射、應力、位移監測和空區探測的方法，結合采場巷道巖層破壞的目測法等綜合性的監測，在采空區的周邊、采場、巷道及地面，建立立體式的地壓監測觀測網，設立專門機構或專職人員負責地壓管理工作。

⑵加強地壓管理及監測，按時進行現場監測，隨時掌握采場和空區地壓變化情況。

⑶根據監測結果，發現問題及時采取相應的處理措施。

⑷加強對重點區域的監測，重點區域包括：出礦水平正下方直接影響出礦作業安全的采空區；中部區域空區分布較為集中的局部地段。

⑸開采靠近空區邊緣的礦體或施工巷道附近有空區時，利用已測定的空區平面圖進行對照，也可通過坑道鉆探掃，確定空區距離。

⑹對通往空區而又不用的巷道，構筑磚墻或混凝土密閉墻，避免空區可能冒落時所產生的沖擊與地震效應對礦山生產產生危害。

⑺加強地表移動陷落區的變形位移監測及井下空區管理，該封堵的封堵，該掛警示標志牌的掛牌，防止人員誤入空區及陷落區。

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

⑼建立礦山災害性地壓發生的預警機制，制定災害性地壓活動發生的應急預案，進行相互救助和自我救助的培訓學習，關鍵時刻，進行災害性地壓活動發生時的避難逃生演習。

4 結束語

遺留的采空區未經處理會長期存在，隨著地質應力的作用，空區型態也悄然發生變化，穩定性隨著時間的流逝會有改變。礦山的開采活動又影響到空區的穩定，空區的存在又給礦山的安全生產帶來一定的隱患，而且會一直伴隨著礦山的開采活動，若一旦空區發生冒頂和崩塌，會產生極大地破壞作用，往往造成不可估量的人員和財產損失，因此，礦山企業對空區存在都高度重視。筆者對現有空區提出的一些建議，限于自身的認識和經驗，有很多不到之處，希望同仁們批評指正。

[1]劉正宇,鄒平.千鑫礦采空區調查及安全開采條件技術研究.

收稿：2014-06-06