金屬礦山采空區處理方式及實施要點探究

馬發好

（云錫股份有限公司卡房分公司，云南 個舊 661000）

金屬礦產資源作為我國社會經濟發展過程中非常重要的資源組成部分，在最近幾年的發展過程中，我國金屬礦山的開采規模和開采深度都在不斷擴張。隨著金屬礦山的開發工作量不斷加大，礦山內部經常會存在大面積的采空區，會直接影響到周圍巖體結構的受力平衡，造成周圍巖體結構和圍巖受力穩定性下降，嚴重的情況下，甚至會出現采空區域的大面積坍塌事故，對整個金屬采礦工作以及工作人員的生命安全造成了重大威脅。因此，必須要對金屬礦山采空區域進行必要的防護處理，避免產生嚴重的安全事故。

1 金屬礦山采空區存在的主要問題分析

當前我國在金屬礦山的開采工作技術層次上，和國外一些發達國家相比仍然存在一定的差距，主要表現在金屬礦山開發工作中，無法順利完成采空區域的治理與防護工作。在我國國內金屬礦開發工作過程中，專業技術工作人員的數量不足，同時專業技術工作人員的引進工作難度相對較大，這一問題的產生對整個礦山開采工作的順利進行造成了一定的影響。不但如此，我國某些地區存在的民采問題，對整個礦山的開發干擾程度相對較大，同時相關金屬礦開發工作單位，并沒有充分了解采空區域整體圍巖結構受力情況，因此針對整個采空區域的防護和治理工作也存在較大的工作難度。在此工作基礎之上，針對一些小型的礦山地質條件，在實際的開采和管理工作當中，沒有嚴格遵循礦山開發工作的標準管理規范要求，在采空區的防護設計工作上存在一定的偏差，因此造成整個采空區的安全性有所不足[1]。

在實踐工作過程中，某些金屬礦開采工作單位由于受到經濟利益方面的驅使，大部分礦山企業單位在前期的規劃設計工作過程中，沒有對采空區域的處理工作給予充分重視，并且在整個治理工作的資金投入量上有所欠缺，因此造成金屬礦山采空區域的整體處理工作效果并不是非常理想。同時還存在部分金屬礦山開采單位，針對一些比較老舊的金屬礦區治理工作能力上有所不足，并且還存在比較明顯的礦山歷史性遺留問題。在針對一些遺留殘礦的回采工作當中，會進一步加大采空區的安全隱患問題。當前我國很多地區一些老礦山在金屬礦資源的儲備量上相對較低，甚至還存在一些廢舊礦山已經逐漸轉型成為民營企業或者是私營企業的開發場地，在長時間的礦山開發工作中，并沒有對采空區域進行必要的防護處理，同時也沒有企業單位愿意承擔采空區的整治工作責任，造成整個金屬礦山采空區的安全隱患不斷加大，嚴重的情況下會直接造成整個礦山采空區坍塌，所造成的經濟損失以及人員傷亡問題非常嚴重。由此可以看出，要想進一步推動我國金屬礦山開發工作的順利進行，必須要充分做好金屬礦山采空區的針對性處理工作，需要保證采空區的整體結構安全性和穩定性[2]。

2 金屬礦山采空區處理工作方法分析

2.1 采空區封閉和崩落結合處理工作方法

有效結合我國某地區一處金屬礦山開采工作展開分析和研究，本次金屬礦山設計使用的是房柱式開采工作方法，柱體寬度大小為6.5m，支撐柱的寬度為6.0m，高度為8m~15m。在整個金屬礦山開采工作完成之后，所形成的采空區域范圍達到45萬m2，如果沒有對采空區進行必要的防護處理，會對整個礦山結構的安全性以及對周圍的地質條件穩定性造成非常嚴重的影響。在本次金屬礦山采空區的處理工作當中，首先通過使用封閉法和崩落法，對采空區進行針對性處理，在處理工作當中首先使用的是CMS采空區探測系統，對整個金屬礦開發工作范圍所對應的采空區進行全面勘測和分析，并且對整個采空區空間結構進行三維模型分析。其次，對該礦山采空區的整體結構穩定性展開全面分析和研究，根據采空區穩定性分析工作結果，將整個采空區有效劃分成若干個片區結構，對于其中一些比較穩定的片區處理工作，使用的是封閉式處理工作方法，可以通過采用崩落法對片區一些不穩定性結構空間進行防護處理。其中，在針對一些相對比較穩定的采空區結構進行處理工作中，所使用的封閉處理方法主要包含兩種：第一種是對采空區的通道部分，使用強度較大的混凝土材料進行封閉加固處理；第二，使用的是中深孔崩落的廢渣，對整個開發通道進行封閉處理。在針對礦山內部不穩定性采空區進行防護處理工作中，必須要有效考慮到采空區的實際范圍大小，在設計工作當中通過采取分次分區崩落工作方法，有效引導采空區上層結構的圍巖結構逐步冒落。與此同時，在開發施工當中為了進一步提高整個采空區的結構安全性和穩定性，需要對整體的采空區范圍，使用高清視頻監控的方法展開實時性監測，并且在本次礦山采空區的處理工作效果方面表現非常明顯，可以實現對采空區內部的各種安全隱患問題進行有效控制[3]。

2.2 采空區支撐法和填充法結合應用

針對某金屬礦山采空區與處理工作作為研究對象，本次金屬礦山開發工作采用的是全面發展的模式，在采空區范圍內流失了大量的支撐柱結構，并且支撐住的邊線位置整體為弧線型結構，其中還存在一部分礦柱中間量相對較小，同時采礦區的頂板和底板位置占地面積相對較大。礦柱之間的間距大小設定在5m~25m之間，并且礦柱的直徑相差量就到其中最小的為1m，最大的直徑差達到40m。礦山到采空區域高度范圍在4m~9m之間，同時整個采空區總面積達到10萬m2。在針對本次金屬礦山采空區進行處理工作過程中，礦山開采工作單位，經過前期的地質條件勘察工作之后，決定使用支撐法和填充法對采空區域進行有效處理，在具體的處理工作過程中，主要工作流程分為以下幾個方面：

首先，通過使用先進的激光3D掃描設備，對整個采空區的空間組成情況進行分析和研究，并且根據最終的空間掃描參數信息結果，對該礦山的采空區進行有效分類處理，同時對礦山采空區不穩定位置，使用直接填充處理方法來進行處理，對于欠穩定的空間區域，相關設計工作人員通過增加人工礦柱，或者在原有的支護柱周圍進行加固處理的方法，進一步提高支撐柱的受力性能和穩定性。在填充工作過程中，相關工作人員通過使用廢渣進行采空區填充處理，在正式開始填充工作之前，需要對采空區內部的所有水平入口位置進行墻體砌筑，做好內部采空區的空間封堵工作，同時在墻體的底部位置預留排水孔。其他材料通過使用礦車直接運輸到填充區域范圍，并且在填充閥的使用工作中，使用的是后接后退、由上而下、由內向外進行采空區的材料填充工作，要保證填充材料可以完全填滿采空區的各個空間位置，同時在設計工作當中通過使用注漿的方法展開接頂處理。在本次采空區的處理過程當中，通過采取支撐法和填充法進行結合應用，整個礦山采空區的加固防護處理效果非常明顯，同時在整個產業區域的處理工作成本投入量上可以得到進一步控制[4]。

2.3 封閉法和監測法結合處理

某金屬礦山在經歷長時間的開采工作之后，整個采空區的空間范圍相對較大，已經超過了100萬m2，同時該礦山的采空區平均高度在13m左右，礦山開采工作方法主要是以房柱式開采方式為主。為了有效保證金屬礦山開采工作的安全性和穩定性，在本次金屬礦山開采工作當中，通過采取封閉法和監測法相結合的方法，對金屬礦山采空區進行有效治理，在實際的治理工作當中，主要分為以下幾個方面內容：

首先，需要使用CMS空區域內部進行全面探測，同時建立起采供區域三維空間結構模型，通過對該采空區域的最大暴露面積進行測量，最終得到最大的暴露面積范圍達到3000m2，尤其是針對礦山區域內部，采空區間隔離柱的整體規整程度,相對較低，同時采空區域的整體量相對較小，整個采空區域的規則性不突出。相關工作人員通過使用實驗性分析工作方法和三維模型結構研究工作方法，有效得到整個金屬礦采空區的穩定性條件情況，整個采空區并沒有受到外界因素的影響而產生較大的擾動問題。同時，因為受到環境保護工作以及無填充填料等各方面因素的影響和限制，經過本次礦山開發工作單位的綜合研究和分析之后，在該礦區內部通過采取格柵與齒型阻隔墻聯合封閉處理工作方法，配合使用多點位移和鉆孔應力監測方法，保證整個采空區的結構安全性和穩定性。當產生局部受力變化異常問題時，可以通過鉆孔應力在線監測系統，及時收集其中的應力變化信息，做出正確的判斷和分析，避免產生嚴重的采空區坍塌問題[5]。

3 金屬礦山采空區處理工作實施工作要點分析

第一，需要有效建立起監督和激勵工作機制，針對礦山采空區制定出相應的治理工作策略?，F階段，由于我國很多地區的金屬礦山，在采空區的治理和防護工作方面并沒有加以充分重視，因此作為金屬礦山開采工作單位和政府單位，必須要聯合承擔起采空區的監督和管理工作職責，同時為了進一步提高金屬礦山的采空區治理工作質量。在制定相關治理工作策略工作中需要向其中加入必要的激勵工作機制，在具體的處理過程當中，可以從整個資金投入量、稅務收取等各方面，出臺相關的專項政策優惠部分方案，同時作為市場監管工作單位可以從工商執照、年檢、采礦證明以及生產許可證明等多個方面監察工作，有效完善對金屬礦材空區隱患問題的處理與考核工作，以此可以有效建立起更加科學完善的剛性約束控制機制，充分實現金屬礦山針對采空區的全面監督和管理，有效降低采空區對整個金屬礦山的開發工作安全性所形成的不良影響[6]。

第二，需要進一步強化采空區處理技術保障措施。當前我國很多地區金屬礦山在實際的開采工作過程中，由于受到傳統金屬礦開采工作方法的影響出現比較明顯的粗放性開采工作問題。因此，在實際的金屬礦山開采工程當中，必須要從整個開采技術層面進行綜合分析和研究，通過對更加先進的現代化檢測工作手段加以合理應用，有效保證金屬礦山可以在規定的時間范圍內進行安全穩定的開采。與此同時，相關礦山開采工作單位需要進一步加強各項礦山開采技術，以及相關管控工作政策的研究工作，要全面提高宏觀條件引導，合理整合各項科技資源，針對我國金屬和非金屬礦山采空區域的構成特性進行全面分析和區分，并且有效聯合多項科技技術方法，對采空區的治理工作難題進行有效解決。一方面而言，可以和國際上一些先進的開采技術之間進行有效聯合，在開展工作過程中針對采空區的安全防護工作加以全面落實，進一步提高整個金屬礦山開采工作的安全性和提高金屬礦開采工作效率，同時還可以充分激發出企業單位的管控工作效率，保證各項技術的應用更加科學合理，充分保證整個金屬礦山開采工作的安全性和穩定性。

4 結語

綜上，由于技術空山采空區存在頂板冒落坍塌問題，并且在預測工作過程中會存在一定的工作難度，整個采空區的空間形態變化程度相對較大，空間整體分布比較雜亂，同時采空區的規整性相對較低，必須要有效做好各工作環節的勘察工作，采取針對性的采空區防護處理方法，全面提高金屬礦山開發工作的安全性和穩定性。