千鑫矿遗留采空区的应对措施

蒋亚东

（新疆千鑫矿业有限公司富蕴836100）

千鑫矿遗留采空区的应对措施

蒋亚东

（新疆千鑫矿业有限公司富蕴836100）

千鑫矿在中亚华金和新疆有色集团合资取得开采权以前，处于民营企业凌乱无序的开采阶段，形成了大量的未经处理的空区，造成很大的安全隐患。如何管理好空区，防止发生灾害是矿山安全生产的重要环节。

采空区监测应对措施

1 概况

可可塔勒千鑫矿(千鑫矿前身)于1998年，由民营企业进行开采，2007年中亚华金和新疆有色集团合资成立新疆千鑫矿业有限公司，取得了可可塔勒千鑫矿的矿床开发权，并委托南昌有色设计院对矿山进行了初步设计，由此开始了矿山的改扩建工作。

矿床属于海相火山喷流沉积改造型中低品位铅锌矿床。地表无山崩、泥石流、滑坡等不良工程地质现象，附近无居民和建筑物设施，地表一般允许塌陷。矿床工程地质条件属于坚硬、完整、稳固岩类为主的简单类型。矿体主要产于基岩弱风化带之下的大理岩和变粒岩中。矿区水文地质属裂隙含水层充水为主的矿床。矿床水文地质条件中等。

民营开发期间，先后施工了10条斜井，一条竖井，对1#～9#矿体进行了掠夺式开采。7#矿体位于勘探线17～4线，矿体比较厚大，也是民采最集中的部位，3～7线厚大部位已经被采空，在其+860 m水平以上形成了大量的、高低不一的采空区。经过地测人员的实际测量，基本高清了空区的分布情况。民采的最低标高为+860 m水平以上，采空区分13个水平，采空区47个，空区体积达50.15×104m3。单个空区高度从2.2 m～80 m，单个空区的最大的体积为7.8×104m3，位于1#斜井，最小的体积为148m3，位于7#斜井。1#斜井、5#斜井的采空区体积最大，达（12.27～14.25）×104m3；8#斜井的空区水平面积最大，达1 949 m2，其他斜井的空区体积为几万立方米6#斜井的内的采空区数目最多，为13个，且分为两层，上部有2个采空区，下部有11个，1#斜井内的采空区数目最少，1个。采空区间多为相互重叠，且采空区间的间距大小与各采空区的高度彼此不等，分布无规律，致使采空区安全稳定的影响因素趋于复杂。各斜井内采空区情况见表1。

表1 可可塔勒铅锌矿各采空区统计表

2 采空区稳定分析

矿区的采空区主要分布在3～7线的7、9#矿体，空区形状为筒状，空区围岩主要有黑云母石英变粒岩、黑云母石英片岩、铁锰质大理岩，对空区群稳定性，专家利用有限元模拟分析后得出：

⑴采空后在采空区上下盘中诱生的压力值一般为8～28 MPa,在采场所留采空区间侧因应力集中而诱生的压应力值10～35 MPa。

⑵采空区群的不规则存在，区域内的应力分布异常复杂，从采空区周边的应力集中或应力松弛情况即可反映出来，有时是采空区的两侧为应力松弛区，有时是采空区的顶板或底板，底板底鼓或顶板下沉而表现为应力异常。

⑶矿岩不稳定区域主要是在采空区中段，即采空区与采空区间的间距＜10 m处。当采空区间的间距＜10 m时，存在采空区间屈服破坏的相互贯通问题，为安全的隐患区域。因此，在今后的采矿过程中应密切注意采空区间的相互影响，采空区与采空区要留足保护隔离柱厚度。

⑷从空区稳定性分析来看，目前采空区的破坏区域暂时不会发展到地表，在地表沉降位移量也不大。

总体看，采空区域的现状基本稳定。这么多年过去了，有时在空区附近的巷道观察，发现空区仍没有发生大的冒顶垮塌，也从侧面证实了专家分析结论的正确。

3 应对措施

在采空区的周围，还遗留有大量未采矿石，需要进行开采，而大量不规则采空区的存在，可能引发的地压活动，对井下作业人员、巷道设施、构筑物造成危害。因此对空区的管理，实际上是对空区地压活动的检测,金属矿山地压检测的方法很多，有机械法、电测法、光测法、声测法和电磁辐射法等。目前普遍采用的多通道声发射/威震检测为主，应力和位移监测为辅，多种手段同时实施，相互应证的方式进行。针对千鑫矿的特点，建议采用以下措施：

⑴采用声发射、应力、位移监测和空区探测的方法，结合采场巷道岩层破坏的目测法等综合性的监测，在采空区的周边、采场、巷道及地面，建立立体式的地压监测观测网，设立专门机构或专职人员负责地压管理工作。

⑵加强地压管理及监测，按时进行现场监测，随时掌握采场和空区地压变化情况。

⑶根据监测结果，发现问题及时采取相应的处理措施。

⑷加强对重点区域的监测，重点区域包括：出矿水平正下方直接影响出矿作业安全的采空区；中部区域空区分布较为集中的局部地段。

⑸开采靠近空区边缘的矿体或施工巷道附近有空区时，利用已测定的空区平面图进行对照，也可通过坑道钻探扫，确定空区距离。

⑹对通往空区而又不用的巷道，构筑砖墙或混凝土密闭墙，避免空区可能冒落时所产生的冲击与地震效应对矿山生产产生危害。

⑺加强地表移动陷落区的变形位移监测及井下空区管理，该封堵的封堵，该挂警示标志牌的挂牌，防止人员误入空区及陷落区。

⑻加强对井下支巷道的日常检查，对不安去点及时整改，暂不能整改的，必须挂牌，禁止人员通过。

⑼建立矿山灾害性地压发生的预警机制，制定灾害性地压活动发生的应急预案，进行相互救助和自我救助的培训学习，关键时刻，进行灾害性地压活动发生时的避难逃生演习。

4 结束语

遗留的采空区未经处理会长期存在，随着地质应力的作用，空区型态也悄然发生变化，稳定性随着时间的流逝会有改变。矿山的开采活动又影响到空区的稳定，空区的存在又给矿山的安全生产带来一定的隐患，而且会一直伴随着矿山的开采活动，若一旦空区发生冒顶和崩塌，会产生极大地破坏作用，往往造成不可估量的人员和财产损失，因此，矿山企业对空区存在都高度重视。笔者对现有空区提出的一些建议，限于自身的认识和经验，有很多不到之处，希望同仁们批评指正。

[1]刘正宇,邹平.千鑫矿采空区调查及安全开采条件技术研究.

收稿：2014-06-06