西山礦區采空區調查及分布規律

劉潤田 劉家瑞 劉吉興

(山東黃金礦業(玲瓏)有限公司，山東 招遠 265419)

西山礦區采空區調查及分布規律

劉潤田 劉家瑞 劉吉興

(山東黃金礦業(玲瓏)有限公司，山東 招遠 265419)

根據玲瓏金礦西山礦區的具體生產情況，以采空區位置坐標、面積和體積為參數，統計了該礦區采空區的情況，并用SPSS軟件分析了采空區空間分布和體積分布的相關規律，為采空區的處理提供了依據。

采空區,統計,SPSS,分布規律

0 引言

礦床的開采破壞了巖體的自然平衡狀態[1,2]，由于開采年限較長，加之民采現象普遍，礦山已形成大量未經處理的老殘空區，隨著開采深度的增加，老殘空區對地下開采安全產生較大影響，致使地下采礦作業安全性降低[3]；隨著礦山開采深度加大，地壓顯現，不僅導致地表塌陷，地表多處出現裂縫，而且地表水大量涌入井下[4]，造成安全事故不斷，采礦成本增加，同時，淺部由于民采情況極其嚴重，導致殘留下了大量的礦柱無法采出，因此對于采空區的調查及分析工作勢在必行。

1 工程簡介

山東黃金礦業(玲瓏)有限公司(簡稱玲瓏金礦)，組建于1962年7月1日，素有“金城明珠”之美譽，是一個集采、選、冶于一體的大型二級黃金生產企業，與焦家金礦、三山島金礦、新城金礦、沂南金礦等多家礦山共同組成山東黃金股份有限公司，是山東黃金股份有限公司核心單位之一。

西山礦區位于萊州灣東部、濱海平原東側，屬低山丘陵。西山礦區范圍內山勢陡峻，溝谷發育。羅山主峰絕對高度756.5 m，一般山高300 m～500 m，河床最低標高100 m，相對高差一般200 m～400 m，最大相對高差656 m。地形北高南低、西高東低。地勢北陡南緩。地形自然坡度角15°～65°，峭壁可達70°～80°，多為“V”形谷，溝谷走向以NNE，NE方向最發育。礦區地處山東省招遠市城北20 km，省道S215黃水公路穿過礦區，運輸道路網絡已形成，交通便利。礦區采用平硐、盲豎井、盲斜井聯合開拓方式，采用淺孔留礦法開采。設380 m,230 m平硐，主要工業場地布置在230 m平硐口，下部設3號豎井、53斜井接力開拓，采用箕斗提升方式，擔負-50 m中段以下礦石、廢石提升任務。

西山礦區上部一直采用淺孔留礦法開采，山東省玲瓏金礦西山礦段多年來由于民采與礦山開采形成了數百萬立方米，僅少部分采空區采取廢石嗣后充填。根據地質調查報告，山東黃金礦業(玲瓏)有限公司的玲瓏礦區范圍內出露200余條主要金礦脈，且主礦脈兩側的支脈發育，主脈與支脈呈密集的脈群狀。經過近50年的開采，礦區西山坑口的采礦規模達500 t/d，其開拓已至-270 m水平，巷道最大埋深隔3號盲豎井井口+380 m已達650 m，隔地表山地最高點+756.5 m縱深已達1 025.5 m。據初步統計，采空區數量有78個，體積較小的為幾百立方米，體積較大的則達20多萬立方米，且采空區的形態大多呈不規則狀態，個別空區面積達1 500 m2，高度達200 m以上。

2 采空區調查統計

2.1 西山礦區生產現狀

西山礦區采礦規模 500 t/d，采用嗣后充填的淺孔留礦法，采空區嗣后廢石充填，經過多年的開采，其生產現狀如下：

1)開拓系統。

礦山采用地下開采方式，采用平硐、盲豎井、盲斜井聯合開拓方式。設380 m，230 m平硐，主要工業場地布置在230 m平硐口，下部設3號豎井、53斜井接力開拓。3號豎井為盲豎井，位于603線附近礦體下盤，井筒凈直徑3.5 m，井口標高380 m，井底標高-40 m，井深420 m，下設380 m,230 m,110 m,30 m,-50 m五個中段，采用2JK-2×1/20型提升機，2號雙層單罐與平衡錘互為平衡提升方式，鋼絲繩罐道，擔負礦石、廢石提升任務，兼入風井，井筒內設提升間、管纜間及梯子間。-50 m以下中段通過53斜井倒段布置。53斜井位于608線附近礦體下盤巖石移動范圍外，規格3.3 m×2.5 m，傾角28°，井口標高-50 m，井底標高-270 m，斜長為469 m，中段高度40 m～60 m，設-50 m,-90 m,-130 m,-170 m,-230 m,-270 m共六個中段，采用JK-2×1.5/20X提升機，單鉤箕斗提升方式，擔負-50 m中段以下礦石、廢石提升任務。

表1 西山礦區采空區空間位置和幾何參數

2)運輸系統。

生產中段礦石由3號豎井、53斜井接力提升至230 m平硐，運往230 m平硐口場地礦石漏斗，由汽車轉運至玲瓏選廠；廢石由3號豎井、53斜井接力提升至380 m平硐，由電機車運往平硐口附近廢石場。

3)排水系統。

排水系統采用分級接力排水方式，泵房分別設于150 m,110 m,-50 m中段3號豎井石門及-130 m,-270 m中段53斜井聯絡巷內。其中-130 m,-270 m中段泵房將涌水排至-50 m中段水倉，再由-50 m中段泵房排至地表；150 m中段及110 m中段泵房直接將涌水排至地表。排水管路沿53斜井-3號豎井-230 m 平硐敷設。

4)供風系統。

采用集中供風方式，230 m平硐口工業場地內設空壓機站，內設40L-22/7型,SAC250-8型,FHOGD-110F型空壓機各一臺。供風管路沿230 m平硐-3號豎井-53斜井敷設至井下各生產中段。

5)供水系統。

供水系統采用集中供水方式，230 m平硐口工業場地內設生產水池。供水管路沿230 m平硐-3號豎井-53斜井敷設至井下各生產中段。

6)通風系統。

采用側翼對角式通風系統，新鮮風流由380 m,230 m平硐進入井下，經3號豎井、53斜井進入各生產中段，洗刷工作面后，污風經側翼倒段風井排出地表。

7)采礦方法。

礦山目前采用淺孔留礦法，少部分采空區采用嗣后廢石充填的處理方式。

2.2 西山礦區空區調查數據

根據西山礦區提供的相關實測圖紙資料，經現場調查、核實、深入了解的基礎上，再通過統計、測繪、分析工作，分別得出了51號，53號，55號，56號，98號，107號，108號，131號礦脈78個采空區的分布、規模和空間結構參數，統計結果見表1。由于篇幅的限制，只列出了部分采空區的數據。

西山礦區采空區總體積為2 251 676 m3，其中55-9號空區的體積最大，達到23萬m3以上；空區俯視投影總面積為25 820.6 m2，其中55-13號空區的面積最大，達到1 700 m2。

3 采空區分布規律分析

根據上述統計所得的數據，用SPSS統計分析軟件將各個采空區的中心點的x,y,z坐標繪制在三維空間中，由于x,y坐標值較大，為了處理的方便將其都除以10 000，從而使得采空區中心點的坐標在一個數量級上，得到的散點分布圖以及各個角度的視圖見圖1。由圖1可以看出：采空區大多數都分布在-50 m以上，在-100 m以下的采空區基本上不存在；礦區中部的采空區相對均勻分布，但是在礦區北部地區的采空區較為分散，沒有明顯的規律存在。采空區主要是分布在X:43 750～44 500，Y:48 000～49 000，Z:0～200的空間中。

根據上述統計的采空區的體積的數據，繪制78個采空區體積的直方圖，如圖2所示。

由圖2可以看出采空區體積的均值為28 867.64 m3，標準差為42 399.249 m3。其中采空區的體積主要集中在25 000 m3以下，但是離散程度較大，最大的空區體積超過22萬m3。

4 結語

統計了玲瓏金礦西山礦區采空區的位置坐標，面積和體積等參數，運用SPSS統計分析軟件對采空區的空間分布和體積分布進行分析，得到了采空區空間分布和體積分布的規律，為采空區的進一步處理做了充分的準備工作。

[1] 周宏偉,謝和平,左建平.深部高地應力下巖石力學行為研究進展[J].力學進展,2005,35(1)：91-99.

[2] 王安建,王高尚.礦產資源與國家經濟發展[M].北京:地震出版社,2002.

[3] 國家安全生產監督管理局.安全評價[M].北京:煤炭工業出版社,2002.

[4] 長沙拓金科技發展有限公司.大寶山井下安全現狀綜合評估研究報告[R].長沙:中南大學資源與安全工程學院,2005.

On investigation and distribution law for goaf of Xishan mine area

LIU Run-tian LIU Jia-rui LIU Ji-xing

(ShandongGoldMining(Linglong)Co.,Ltd,Zhaoyuan265419,China)

According to the production of Xishan Coal Mine of Linglong Gold Mine, the paper undertakes the statistical investigation of the goaf of the mine area by taking the position coordinates, the coverage and volume, and adopts SPSS software to analyze the spatial and volume distribution of the goaf, so as to provide some reference for the treatment of goaf.

goaf, statistics, SPSS, distribution law

2014-03-27

劉潤田(1962- )，男，高級工程師; 劉家瑞(1963- )，男,高級工程師； 劉吉興(1981- ),男,助理工程師

TD164.2

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