鐵礦采空區(qū)治理與露天開采協(xié)同技術的實施

蘇文泉

(福建省德化鑫陽礦業(yè)有限公司，福建 泉州 362500)

0 引 言

我國作為一個礦產(chǎn)資源開發(fā)及利用大國，一直以來我國金屬礦山多是利用空場開采的方式來實施采礦操作，且必須要保障四周的礦石與圍巖穩(wěn)定性要達到一定的要求，保證整個開采過程的安全性。基于此，采用露天開采與采空地區(qū)治理相結(jié)合的方法實施一體化協(xié)同處理模式，對于消除我國礦產(chǎn)資源采空區(qū)安全隱患，提高露天采礦生產(chǎn)安全性具有重要的意義。

1 采空區(qū)治理與露天開采技術思路

對于采空區(qū)的治理以及露天開采技術的思路是基于兩者在技術上進行的梳理，以此根據(jù)礦區(qū)采空區(qū)的地質(zhì)來進行細致分析，根據(jù)相應情況采取合理的技術措施，如通過探測、充填、地表采裝運輸為一系列流程的協(xié)調(diào)開采生產(chǎn)與組織模式，進而在技術手段上避免出現(xiàn)頂板崩落情況，也可以對采空區(qū)進行更為全面的核心技術勘測。因此，針對存在的問題，要對空區(qū)類型進行區(qū)分，以定制相應的方案進行處理。如對地采資料的收集，主要通過采空區(qū)在勘測以及檢測中的資料去分析采場的實際情況，以對生產(chǎn)勘探進行程序化管理，也可以對空采取提供相應的監(jiān)控方案。對于露天采礦來說，在生產(chǎn)中也要進行一系列的管理工作，如探測、檢測、充填、崩落處理、采裝、運輸?shù)裙ぷ鳎源藢⒌V產(chǎn)資源應用到適宜的地方。應用采空區(qū)治理與露天開采技術主要是為了可以有效減少在礦產(chǎn)開采與生產(chǎn)期間所造成的采空區(qū)基礎上進行再次開采時所造成的安全問題，進而提高整個露天礦產(chǎn)資源開采生產(chǎn)的安全性。

2 采空區(qū)治理與露天開采技術關鍵要素

在進行采空區(qū)治理與露天開采時，必須要對所有涉及到的環(huán)節(jié)進行明確的規(guī)定，并且礦產(chǎn)資源開采與生產(chǎn)企業(yè)還可利用完善的制度來規(guī)范工作人員的行為舉止，加強對其安全意識的培養(yǎng)，制定詳細地采空區(qū)治理技術方案，以此為采空區(qū)治理與露天開采協(xié)同技術的實施提供有利保障。

1)在實際采礦之前一定要對地質(zhì)進行全面勘探，且對于露天邊坡30 m距離應設為無空區(qū)。

2)對空區(qū)資料應進行全面收集和整理，以此可以在對采空區(qū)進行治理時由專業(yè)人員對該區(qū)域進行測繪，以做好資料的收集與整理工作。

3)對于多類型采空區(qū)，則應根據(jù)實際情況定制相應治理方案，確保方案實施的可行性。

4)對于情況不明空區(qū)應采取潛孔鉆進行勘探，以提高安全治理。

3 鐵礦采空區(qū)治理與露天開采協(xié)同技術的有效措施

3.1 增加礦坑探礦方面的工作

礦山地質(zhì)探礦工作對于開采具有重要作用，不但可以提高開采的安全性，且還對地震勘測精準性方面有重要作用，對礦勘工作后續(xù)也具有一定作用。如在建礦之處，往往對于礦山地質(zhì)情況的勘探不夠重視，而更多的則是以開采作為管理重點，以此造成生產(chǎn)過程中礦石產(chǎn)量與預期不符等情況，造成礦量開采不能滿足實際要求。同時，在開采過程中隨意開采，未能根據(jù)相應勘探情況進行開采，都會造成礦山的開采無法正常進行，且會造成開采地區(qū)成為礦山采空區(qū)，都會對開采人員生命與財產(chǎn)安全造成威脅。而在勘探過程中，工作人員都是根據(jù)兩孔見礦以及層位相同的礦體納為相同礦體進行勘探，但是其參考的內(nèi)容相對較少，只是根據(jù)兩孔則難以判斷整體礦體情況，也無法對礦體真實情況有所全面了解，這無法作為礦山地質(zhì)考量進行參考。因此，在開始生產(chǎn)探礦時，則可以采取兩個鉆孔去設計坑道，進而能更加清楚的了解到礦體是否連續(xù)，以此再去判斷是否要進行生產(chǎn)工作，降低生產(chǎn)的盲從性。

比如，某礦床為大型沉積變質(zhì)的礦床，且發(fā)現(xiàn)主礦的走向接近2 000 m，且縱向深度也有1 400 m，可以判斷礦體的規(guī)模相對較大。對該礦山進行勘測時發(fā)現(xiàn)其礦體為層狀，厚度復雜程度為中等，礦體在產(chǎn)狀上也較為穩(wěn)定。但是，仍有一些巖脈對礦體中穿插，這對礦體穩(wěn)定性方面也有一定影響。礦石類型以富含陽起石(部分為鎂鐵閃石，透閃石)的磁鐵石英巖為主，氧化礦石僅地表有少量，且多已采出。鐵礦組分簡單，TFe變化系數(shù)均<7 %，礦石質(zhì)量穩(wěn)定，分布均勻。與此同時，礦山礦產(chǎn)資源在開采之前要對其進行取樣，以此了解其質(zhì)量情況，這與礦山生產(chǎn)質(zhì)量以及產(chǎn)量是否滿足開采要求有很大關系。而對于地質(zhì)技術人員來說，則要對礦山數(shù)據(jù)予以全面提供，進而才能對礦體之間的界限有更為清楚了解。而只有料及到礦體實際情況才能進一步確定礦體的邊界線，才能確保貧化率準確性，以此能在開采中做好降低貧化率損失的前期準備工作。因此，礦山地質(zhì)工作對礦石質(zhì)量以及礦石品質(zhì)確定，以及降低和預防貧化率損失等方面都有積極作用。

3.2 空區(qū)穩(wěn)定性影響因素分析

采取現(xiàn)有的軟件對采空區(qū)情況進行策略與計算，如對采空區(qū)的穩(wěn)定性等可通過軟件進行計算與分析，且經(jīng)過測算之后則可以對采空區(qū)的幫壁、頂板以及底板的拉應力集中區(qū)有更為清楚認知。因采空區(qū)的幫壁以及頂?shù)装宓慕唤缣幪幱诩魬σ约皦簯^為集中區(qū)域，其最大拉力也會出現(xiàn)在采空區(qū)頂板中間位置，而最大剪應力以及壓應力則會在采空區(qū)的邊角位置。再者，基于巖石性質(zhì)以及地質(zhì)結(jié)構所出現(xiàn)的變化，則會對空區(qū)的頂板穩(wěn)定性方面造成一定影響，且變化越大所造成的影響越深。因此，在露天采礦生產(chǎn)時應考慮以上問題，以降低安全事故的發(fā)生。

4 結(jié) 語

綜上所述，過度開采礦產(chǎn)資源或者是開采生產(chǎn)后治理不及時，治理方法不正確均會導致采空區(qū)的出現(xiàn)，并且長期下去可能會引發(fā)地質(zhì)下陷，坍塌等事件，嚴重時還會對人員生命財產(chǎn)安全造成威脅。對此，在進行礦產(chǎn)資源開采生產(chǎn)時，必須要加強對對礦產(chǎn)開采地區(qū)的勘察，重視對采空區(qū)的治理與規(guī)劃，使得整個礦產(chǎn)資源的開采與生產(chǎn)均有安全保障，為提高礦產(chǎn)資源開發(fā)生產(chǎn)的安全效益、生產(chǎn)效益以及社會效益具有重要的意義。