礦山采空區建筑安全與施工技術

郭 君

（大冶有色金屬有限責任公司，湖北 黃石 435005）

礦山開采雖然能夠獲得較多的煤炭資源，但是開采后會形成采空區，對周邊地形、建筑或農田造成很大的安全隱患，極易出現坍塌等災害，嚴重威脅人的生活安全與財產安全。對此，礦山采空區建設勢在必行。文章以此為切入點，探究采空區建筑安全與施工技術，為采空區處理提供可參考價值。

1 概述

采空區就是礦山開采后所形成的空礦山區域，相比未開采的礦山而言，采空區危險性更高。因為礦山開采后會使地表失去原有土質結構的支撐，導致地表形態、結構等轉變，如果不對采空區進行安全性防范措施和處理，極易形成坍塌現象，損害周邊建筑和地質。從當前礦山開采工作來看，開采企業和人員并沒有意識到采空區的危險性，而是將重點放于煤礦開采和生產作業過程中，這樣一旦發生危險，后果相當嚴重，不僅影響礦山開采進程和效率，甚至會對周邊建筑、土質，以及人身安全造成威脅。據調查顯示，當前我國極易發生采空區坍塌的地域包括華北、東北和西北等地，所造成的危險性極高。

據相關調查和預測數據顯示，目前我國采空區塌陷系統已超過2400m2/萬t，說明我國對于采空區重視程度不夠，造成危害系數較高。這就需要有關部門加強對采空區的管理，以及制度要求的編制，同時要重新劃分重點，將礦山開采工作流程和重點放在采空區治理層面，以此進一步加強防范，降低礦山開采的危險系數和對周邊地形、地表等的影響，進而推動礦山的安全、可持續開采。

2 礦山采空區加強建筑安全的具體策略

2.1 管理人員提高對采空區安全的重視程度

就目前來看，我國大部分采空區普遍存在很多的安全問題，究其原因主要是有關管理工作人員缺乏對采空區建筑安全性與穩定性的高度重視，所以管理工作人員想要提高礦山采空區建筑的穩定性與安全性，就要提高對采空區安全性的重視程度，選擇相應的解決措施以不斷優化采空區建筑安全制度體系，盡量規避每個采空區建筑發生安全問題，為礦山的正常開采提供便利的條件。生產與安全是企業發展中不可缺少的環節，只有保證采空區施工的安全性，才可以加快采空區建筑建設工作的順利進行。礦山與其他行業之間存在的主要差別是其面臨的安全風險因素較多，面對這種發展背景，有關管理工作人員需要增強自身對安全意識的認知，將安全當作長遠發展的主要元素，如此才可以使采空區建筑施工工作順利開展。

2.2 確保開采順序的科學性與合理性

通過對采空區塌陷的原因進行深入分析發現，很多采空區存在問題都是由于礦山在挖掘過程中選取的開采順序不合理造成的。比如，在挖掘礦山期間，有些開采企業由下而上地進行施工，同時在控制兩層之間距離上未全面考慮地層條件，導致兩層之間的距離控制不合理，在挖掘下層礦體的前提下，開采上層礦體就會導致上層礦體出現變形等，在一定程度上為采空區提高了塌陷的概率。所以，在挖掘礦山期間需要按照由上而下的順序開展工作，同時結合地層條件控制開采層之間的距離，如此可以有效規避采空區發生安全問題。

除此之外，礦山在挖掘期間還需要合理運用間隔回采的方式，這種開采方式可以減少地壓。為了使采空區的安全性與穩定性得到有效保障，許多礦區在挖掘過程中都會運用間隔回采的方法，倘若因為地形的因素不方便采取回采措施時，可以采取兩側礦房冒落的方式，以便于擴展有關應力升高帶，如此就會構建一個較大的免壓拱，有利于使中間采場位于應力降低區域中。隨著應力的不斷下降，有利于加強對采空區的保護，從而在一定程度上使采空區的安全性與穩定性得到有效保障。

2.3 加強地壓檢測

在對礦山采空區建筑進行建設的過程中，施工人員需要提升對地壓檢測的重視程度，明確地壓檢測對采空區安全的重要性。對此，需要建立專業的檢測隊伍，保證檢測隊伍的綜合能力和水平，采用多種檢測方式，盡可能保證檢測結果的準確性。比如，在檢測礦柱時，檢測人員可以根據礦柱的響音進而判斷礦柱表面是否出現裂縫、斷裂等情況，以此對地壓有一個大致的了解，然后結合礦柱情況，設計預防措施。另外，對于木柱受壓情況進行檢測的過程中，可以將木柱的裂縫、折斷情況作為依據。這樣采用多種檢測方式，能夠保證相關施工人員對地壓情況有一個全面的了解，進而采取有效的預防措施，避免采空區出現塌陷情況。因此，施工人員需要提升對地壓監測的重視，應用各種檢測方式，并將檢測結果作為地壓情況的參考依據，采取必要的措施，提升采空區的安全性和穩定性。

3 礦山采空區建筑施工技術分析

3.1 成孔灌注樁技術

成孔灌注樁技術作為礦山采空區建筑施工中比較最常用的一種技術，有效應用該技術可以極大提升采空區持力情況，使礦山采空區建筑工程滿足持力層需求。在應用成孔灌注樁技術過程時，技術工作人員要重點關注鉆孔深度和成孔之間的尺寸，兩者必須保持一致性。在具體應用成孔灌裝技術時，應根據礦山工程實際情況和施工條件合理調整施工方法，若受到一些施工條件的影響，可以將一部分建筑工程在采空區施工過程中進行平基巖面的鏟平處理，目的是進一步提高柱支撐牢靠性。除此之外，若在允許的施工環境和施工條件下，可以在采空區施工處理時采取氣動潛孔錘綜合施工方法完成采空區施工任務。就目前來說，我國在某些項目工程中已經開始應用了人工成孔灌注樁施工技術，因此，其他建筑行業和施工單位應給予充分重視。另外，在我國某工程項目中，應用鉆探技術時積極創新了氣動潛孔錘（采空區段）聯合繩索取芯（采空區下部段）技術的綜合性施工方法，安全并高效穿過了五層采空區，并深入至495.71m施工處，有效解決了煤田鉆探多層采空區深部勘探難題，從而更優質地完成了礦山采空區施工任務。總之，成孔灌注樁技術在采空區中的應用實現了施工針對性、適用性和科學性，在我國礦山工程施工領域處于領先地位。

3.2 高壓旋噴注漿技術

高壓旋噴注漿技術已經普遍應用到礦上采空區作業中，其主要目的是最大程度地保障采空區能夠承受一定的壓力。高壓旋噴注漿技術的有效使用，不僅可以最大程度規避新土洞情況的發生，而且能夠進一步確保其具有很強的承載壓力的水平。除此之外，這種技術能夠規避抽排水作業的發生，無形之中大大地加強了建筑施工效率，為建筑企業帶來更大的經濟效益。該技術會應用到以混凝土為主的漿液，這就要求施工時確保混凝土嚴格按照施工要求進行，達到施工所需標準，并對混凝土質量進行嚴格的管理與控制。

3.3 廢石充填技術

根據礦山質地特點合理應用廢石充填技術，并根據礦脈等結構制定合理的充填系數。填充范圍可以充分借助低壓活動進行有效的劃分，具體可以劃分為三個層次，即“一般充填區域”“次要填充區域”“主要填充區域”。其中，一般充填區域主要是針對穩固方面很強、礦脈比較少的區域，填充系數在0.3～0.5；次要填好區域則是充填系數在0.5～0.6，采空區比較縝密，但是相對體積卻很大，靠近下盤區域相對少、疏；主要充填區域針對的采空區比較縝密，圍巖處于松軟狀態，并且填充系數要大于0.6。

除此之外，廢石充填溜井一般情況下為矩形樣式的斷層面，在實際施工過程中要嚴格依據施工方案來明確其所需要的規格并進行合理的布置，一般為垂直方向或者傾斜方向。充填采取周圍下盤可以進行充填井的規范作業，并且采場附近一面能夠布置2個及多個充填井，但是注意充填井與充填井之間的距離要保持在大概20m。在運輸廢石時，一般是利用豎井等方式運輸到指定位置，通過電動機車將其送至溜井處，從而將廢石運輸至不同區域的中段，最后被運輸到指定的充填井口附近，將廢石卸下等待充填作業。總的來說，該技術操作起來比較方便，易于掌控。廢石充填要和建筑施工中環節有機結合起來，進行統一部署與管控。在進行施工前，相關人員要認真對施工現場以及附近狀況進行排查，尤其是對采空區所有的參數指標進行檢查，制定合理的施工方案與防范措施，待出現問題后能夠及時采取措施處理；在進行充填以前，要全面封閉相關關口，包括出口以及漏斗口，對不一些不夠牢穩的地段進行重點保護與加固作業；充填過程中要嚴格按照相關標準進行作業，以最大程度降低滾動為前提，充填要選擇從兩端開展作業，以最大程度地降低對間柱的損壞。

4 結束語

總體來說，隨著建筑行業的蓬勃發展，有效加強了礦山采空區的治理工作。針對采空區建筑施工，管理人員提高對采空區安全的重視程度，確保開采順序的科學性與合理性，強化地壓檢測工作，根據實際情況合理選用新技術，并采取措施不斷提高安全管控能力，以加強地基的承載能力，保障礦山的可持續發展，使人與生態和諧共處。