露天煤礦采空區處理與采礦一體化研究

石鑫

[摘 要]于露天煤礦開采過程而言，需要對采空區進行處理，該項工作對礦山安全高效的開采以及防止坍塌事故的發生具有重要意義。對露天煤礦采空區的特點進行研究，并對不同部位的采空區提出相應的治理方案，在此基礎上進行采空區處理與采礦一體化的研究。

[關鍵詞]露天煤礦;采空區;采礦一體化

一、采空區的治理方法

當前，對采空區的治理方法可以歸納為5類，分別為填充法、封閉法、小孔徑礦柱崩落法、深孔爆破法、拋擲爆破法。

其中，填充法的使用在國內比較常見，并且較為成熟，由于填充法的填充材料有很多種，所以填充的方式也不盡相同，主要有干式、高水速凝全水固化膠結、高濃度全尾砂等，以上這些填充方式在技術上都可以實現。小孔徑礦柱崩落法適用于采空區頂板巖石厚度較小的情況。由于此方法技術難度較大，投資也非常大，效率較低，所以不建議采用此種方法。而封閉法的使用就相對靈活，它特別適用于小范圍的、對周邊沒有影響的采空區;但是這種方法不適用于露天開采境界內的采空區，可以在原煤運輸巷道影響區的治理工作中應用。除此之外，還有一種方法就是深孔爆破法，這種方法把露天礦采空區處理和爆破巖石有機地結合在一起，既處理了采空區，又達到爆破巖石的目的，和其他幾種方法相比，此方法具有技術簡單、投資較少、安全可靠等優點。所以，在露天采場內采空區用這種處理方法是最為理想的。

因此，對露天煤礦運輸巷道附近的采空區進行處理時，建議使用填充法和封閉法比較合適;對露天采場下部的采空區進行處理時，建議使用深孔爆破法來處理。

二、采空區處理與采礦一體化

在露天礦的開采與生產過程中，采空區的存在影響安全開采，所以要將采空區處理與采礦進行統一規劃，形成采空區處理與采礦一體化系統。具體步驟如下：

（一）采礦區資料收集

通過收集現有露天煤礦的地質特征、現場情況、巖石層位、工作人員的經驗等作為依據，詳細分析采礦區發生問題概率較大的范圍。

（二）物探探測

聘請有資質的、經驗豐富的物探公司，對露天煤礦的采空區進行探測，初步確定采空區的范圍。

（三）鉆探探測

結合物探公司探測出的范圍，進行合理的工程鉆探。鉆探時要根據實際情況選擇合適的鉆機，鉆探時檢測地壓，如有問題立即停止鉆探工作。

（四）資料匯總

相關部門將以上獲得的所有資料進行研究分析，最終確定采空區的具體位置，并在采場上做好標注，同時建立采空區三維地質模型。根據采空區的不同從而選擇不同的方案，切不可使用一套方案解決，要做到具體問題具體分析。

（五）采空區處理

相關技術人員將采空區進行分類，可以根據采空區上覆巖層的厚度來分類，結合分類結果和采空區的位置，對露天礦場的生產綜合考慮，制定出采空區的治理措施，從而指導生產。

三、采空區的安全措施

本文通過充分研究采空區的探測方法、采空區處理的方法以及采空區上覆巖層厚度等，從而得出采空區安全生產的措施，從而確保在露天煤礦采空區進行生產作業的人員和設備的安全，具體措施如下。

（一）人員和設備安全操作措施

工作人員和設備需要在采空區上方進行作業時，要想確保設備和人員的安全，則需要制定相應的操作措施。（1）依據采空區上方的覆巖層厚度，劃出可能出現采空區的危險范圍，同時做出危險標識，禁止人員和設備進入此區域。（2）倘若需要在采空區的危險區域內進行穿孔作業，則需要在危險界限內工作，不要在邊緣作業，同時要做好出現危險時的撤退預案，確保鉆機能夠及時離開現場。除此之外，鉆機不在作業時，應遠離采空區。（3）在采空區進行鉆孔時，需要根據不同的情況，采用不同的鉆孔處置措施，如果出現高溫孔或者火孔，應當做好滅火、降溫的處理措施。（4）制定爆破作業流程，工作人員進行作業時，應嚴格按照流程作業。

（二）采空區安全作業技術措施

首先，成立專門的機構，配備專門的技術人員，對采空區作業進行安全監督;其次，相關部門對采空區的具體位置作出明確標注，同時設置警示標識，然后采礦需要的輔助設備在采空區進行作業時，應當經過安全穩定性能的測試，根據測試結果判定是否可以進行采空區作業，同時作業時要嚴格按照制定的作業流程操作;最后，大型設備需要進入采空區作業時，不但要進行安全穩定性能的測試，還需要對地壓進行檢測，如有任何異常及時報告，確保所有人員和設備撤離采空區。

綜上所述，在露天煤礦生產時，采空區的處理十分關鍵，但是也不能將生產全部停下來只進行采空區的處理，這樣大大浪費了人力和物力。因此需要將采空區的處理與采礦有機結合，實現采空區的處理與采礦一體化。本文通過對采空區的處理方法進行研究，確定采空區的處理方法，同時根據采空區的不同情況進行匯總分析，制定出采空區的安全措施，促使相關單位在露天煤礦采空區作業更加安全、可靠。

參考文獻：

[1]劉子才.煤礦采礦作業中采礦工藝與技術分析[J].黑龍江科學，2018，9（18）：88-89

[2]衣方，李澤華，李孝林，王雷，張志強，馬平.露天礦采空區綜合治理爆破技術方案[J].露天采礦技術，2018，33（3）：65-68

[作者單位]

中煤平朔集團東露天礦

（編輯：薄躍華）