采空区处理新技术的理论研究及应用实践

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1、采空区处理新技术的理论研究及应用实践李纯青姚香（广东高要河台金矿）（长春黄金研究院）摘要：空场采矿法所形成的采空区，当其体积或面积达到一定数量之后，应使用充填、崩落或支撑等方法进行处理。结合河台金矿采矿方法综合试验研究，发明类框架结构支撑空区的处理新技术，经过力学稳定性分析研究后认为，独立小体积采空区是稳定的，在云西矿区首先应用后，提高出矿品位，产生很好效果，现在高村矿区正在推广应用。关键词：岩金矿床；空场采矿法；类框架结构；空区处理新技术；理论研究；应用实践中图分类号：文献标识码：文章编号：1概述1.1岩金矿山采空区处理概况

2、我国岩金矿山生产能力大于25t/d的有1200多座，但其中85%以上为中小型，平均每座地质储量不足5t；以开采含金石英脉型矿床为主，蚀变岩及其它类型为辅。岩金地下开采矿山以浅眼留矿法为代表的空场采矿方法约占50%，各种充填法占40%以上，其余为崩落法及多种方法相结合。（1）岩金矿山绝大多数为中小企业，又多以空场法采矿，又因生产能力小及采空区连续性差而未进行过专门处理。浏览近10年黄金杂志，仅见两座矿山进行过空区处理。据经验统计，采空区破坏性地压发生的时间一般在矿山规模开采后15~20a左右。（2）凡开采矿石体积达百万m3的矿山

3、，均应采取某种技术处理采空区。但岩金矿山每年形成数百万m3的采空区，开采数十年至今仍末见发生灾难性破坏事故。（3）1.2高村矿区采空区塌落原因高村矿区采空区总计达62.86万m3，造成矿体东段40~88线长400m、自40中段开始到120中段高100m的采空区基本连通。其塌落原因是多方面的，有客观地质条件原因，也有主观人为的因素。断裂构造作用。高村矿区的矿体长800m有大小7条阶梯状断裂构造切穿矿体。构造破碎带附近的矿岩特别破碎，稳固性差，这些矿房采完之后，造成大量冒顶片帮，此其一。矿柱回采影响。矿柱回采在矿山生产中必须进行的

4、，因其矿量占矿块矿量30%，但是，矿柱回采过去几乎是千篇一律使用上向平行中深孔或小分段扇形中深孔一次性装药爆破方法回收，因而造成上下矿房或左右空区相互连通。此其二。民采破坏及管理原因。高村矿床260m以上至矿体露头划为民采范围，所以，已经采透地表而空区塌方，造成多处山体滑坡。也有因采场尺寸不合理，暴露面积过大，作业时间过长等管理因素，此其三。（4）1.3高村采空区的危害包括下述几个方面。（1）造成地质资源损失。高村矿区200、240两个关闭中段的矿柱未采下矿量40243t，金属量272kg，占采矿损失率16.66%，已作为永久

5、损失。（2）增大矿石贫化。东段大部分矿房在覆盖围岩下出矿，矿山估计出矿二次损失率5%，二次贫化率为37%。由此，造成1997年之前矿山经济效益差，11年每年平均盈利193万元。（3）危及巷道安全与恶化通风系统。据调查可知，160、120中段部分下盘脉外巷道已经陷落，无法使用，采场采完矿至巷道塌落时间间隔仅3.5年左右。此外，有的面积较大采场由于陷落角影响，造成上部中段巷道连通，增大漏风损失，恶化通风系统。（5）2选择采空区处理技术2.1采空区处理原则和处理方法其处理原则应满足下述要求：（1）技术经济合理；（2）安全可靠，施工方

6、便；（3）提高矿床资源回收率；（4）影响矿山生产时间要越短越好。5其处理方法不外乎充填、崩落与支撑三大方法，按资料6可细分为下述8种：（1）强制崩落围岩，使地表陷落消除空区，或者强制崩落部分围岩使之形成废石垫层，将作业区段隔开；（2）围岩自然崩落充填空区；（3）用矿石垫层将作业区与采空区隔开；（4）各种材料包括掘进废石、选矿尾砂、或尾砂加其它胶结材料充填空区；（5）留永久矿柱支撑空区；（6）矿柱支撑和充填联合处理；（7）疏通空区及密闭空区；（8）以上两种或几种不同方法联合处理。2.2人工矿柱与自然矿柱联合支撑空区的技术构想利用

7、人工矿柱与部分低品位矿石矿柱把上下和左右连续矿体所形成的空区，将垂向连续的空区在中段水平隔开，再把走向连续空区在一定部位隔离。这就如同楼房建筑中用钢筋混凝土的柱、梁、板所构筑不同体积不同面积的房间一样，将大空区变小空区，将连续空区变独立空区。这种类框架结构支撑空区的方法不但技术上可行，而且经济上也合理。（7）若果设计合理，质量优良，强度是足够的。其原理非常简单，但构想又非常独特。2.3技术构想的实践依据我们提出新型采空区处理方法是以实践经验为依据的。第一，调查高村矿区采空区赋存状态与特点时，在矿体边部或无矿天窗的独立小矿体，采

8、空区自然存在近10年除局部片帮冒顶外而未垮落；第二，这些不冒落采空区的暴露面积，一般不大，都小于或等于河台金矿矿岩条件允许的安全暴露面积150~200m2；第三，我国岩金矿山如吉林夹皮沟、辽宁五龙、河北金厂峪、山东玲珑等金矿开采矿石体积均超百万m3以上，除个别地段或坑口采取崩