黃山東銅鎳礦17#礦采空區安全治理與殘礦回采協同技術研究

宮元章 姜昌宏

（新疆亞克斯資源開發股份有限公司 哈密 839000）

金屬礦山地下開采過程中，對極傾斜薄礦脈，我國主要采用階段礦房法和淺孔留礦法開采。隨著開采的深入，因礦體賦存條件減緩采場下盤會遺留很多礦柱，礦山開采品位不斷下降，存在大量的殘礦資源有待利用，真正把資源優勢轉化為經濟優勢，有效解決礦山資源的緊張局面，實現礦產資源規模化集約化開采。對于促進礦山的可持續發展和穩定具有重要的意義。

隨著采空區頂板和圍巖的暴露面積不斷增大，如果不加以治理，將會導致圍巖應力集中、冒頂、巖爆等嚴重威脅礦山生產安全的地質災害。治理采空區一直是制約礦山安全生產的難題。

黃山東銅鎳礦17#礦山前身多年來采用淺孔留礦法采礦，形成了大量采空區，采場下盤內遺留許多間柱支撐空區。

針對黃山東17#礦山采空區現狀，對采空區安全治理與殘礦回采協同技術進行了研究。

1 黃山東銅鎳17#礦采空區現狀

黃山東17#礦山前期采用階段礦房法和淺孔留礦法開采，共形成大、小采空區43 個。礦體傾角約17-60°，較緩的礦體部分采場下盤遺留了大量的礦柱，采空區均被礦巖充滿。

各采場礦柱均有不同程度破壞，礦巖落入采空區，采空區未做其他處理。

2 采空區治理方法選擇

（1）采空區治理方法分類

目前國內外礦山采空區治理方法主要為崩落法、充填法、支撐法、封閉隔離法和聯合法五類。

a.崩落法：崩落圍巖處理采空區。崩落圍巖充填空區并形成緩沖保護墊層，防止空區內大量巖石突然冒落形成氣浪，對生產區巷道、設備和人身傷害。

b.充填法：利用車輛運輸或管道輸送將廢石或充填料漿充填采空區，防止圍巖移動，以達到控制地壓的目的。

c.支撐法：留下永久礦柱或構筑人工礦柱支撐采空場的頂板，防止采空區暴露面積過大出現冒頂。

d.封閉隔離法：封閉和隔離采空區。防止空區圍巖突然冒落產生的沖擊波對生產區域造成危害。

e.聯合法：在一個采空區內同時采用兩種或幾種基本方法處理采空場，克服單一方法缺陷，經濟、安全、合理，是有前途的方法。

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（2）采空區治理方法選擇

單一崩落法可以快速崩落頂板、圍巖充填采空區，但崩落的墊層不能完全充滿，需進一步治理。

充填法可以消除采空區，同時能做到廢石再利用，但需要建設充填站，基建時間長，廢石需求量大，本次礦山部分采場已出現自然崩落現象，故不考慮充填法。

支撐法和封閉隔離法是最簡單的方法，但都不能消除采空區的存在，對礦山安全生產存在巨大隱患，故不采用。

綜合研究后，采用“崩落頂底板造墊層”+“留隔離礦柱（全部）”的崩隔聯法。

3 采空區治理與殘礦回采協同

（1）采空區治理

崩落744 中段12線1#采場頂柱和749 中段12線1# 采場底柱造礦石墊層，保留744 中段12 線1#采場間柱作為永久支撐。

a.鑿巖：頂柱壓頂巷道、744 中段上下盤鑿巖巷、頂柱中深孔和底柱中深孔等。

b.爆破：744中段12線1#采場頂柱和749 中段12線1#采場底柱一起分段微差爆破，崩落749 中段12 線1#采場頂柱，之后再崩落744 中段12 線1#采場底柱。

c.出礦：加強放礦管理工作和放礦量統計，確保采場留有6m 礦石墊層。

（2）殘礦回采

按采空區治理方案，頂、底柱為此次采空區處理時回收的殘礦。西起間柱邊緣，走向長44.6m，平均垂直高度23m，厚22.85m。

頂柱回采：根據749 中段12 線1# 采場頂柱實際形態及原有采準工程，確定在上盤間柱內的放頂硐室中鉆鑿中深孔進行壓頂，以回收該部分頂柱。

放頂硐室由采準天井、聯絡道進入，與749 中段通過硐室天井連通。中深孔孔口呈“馬蜂窩”形態，孔口炮孔密度大，孔底炮孔密度小。

中深孔施工采用礦山自有的YG-90B 立柱式潛孔鉆機，鉆鑿炮孔直徑為?65 mm，孔底距為1.8～1.9m。

底柱回采：根據744 中段12 線1# 采場底柱實際形態及原有采準工程，確定在該采場沿脈巷道，744 中段12 線1# 采場間柱東端正上方施工鑿巖硐室，鉆鑿中深孔進行壓底，以回收部分底柱。中深孔相關參數及施工與壓頂中深孔一致。

4 結論

通過對黃山東銅鎳礦采空區的研究，選用“崩落頂底板造墊層”+“留隔離礦柱（全部）”的崩隔聯法進行治理，同時對殘礦進行回采，治理和回采效果較好。