淺談采空區(qū)處理方法

1、淺談采空區(qū)處理方法淺談采空區(qū)處理方法采礦技術(shù)組采礦技術(shù)組杜德春杜德春摘要摘要:我國地下開采礦山目前的實(shí)際情況是采空區(qū)災(zāi)害發(fā)生頻繁，因事故死亡人數(shù)和國外同類相比相對較高，安全生產(chǎn)形勢相當(dāng)嚴(yán)峻，危及到人民群眾的生命安全，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，給國家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，制約了我國礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)開采完成形成采空區(qū)后，在上覆壓力和地下水等因素的作用下，該煤柱和開采區(qū)兩側(cè)的煤層軟化，失去強(qiáng)度，導(dǎo)致上覆巖體塌陷、冒落，形成滑坡。地下采

2、空區(qū)對采礦工程的危害是顯著和累積疊加的，主要體現(xiàn)在二個(gè)方面：一是采空區(qū)礦柱變形、破壞、頂板大面積冒落、巖移，造成地表沉陷、開裂和塌陷，破壞地面環(huán)境和影響露天作業(yè)，更為嚴(yán)重的是采空區(qū)突然垮塌的高速氣浪和沖擊波造成的人員傷亡和設(shè)備破壞；另一方面在礦山開采過程中，采空區(qū)圍巖受爆破震動(dòng)影響導(dǎo)致巖體裂隙發(fā)育，甚至貫通地表或連通老窯積水，發(fā)生突水事故，淹沒坑道和工作面，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。礦體開采后，采場的原始應(yīng)力狀態(tài)被破壞，從而致使應(yīng)力重新分布，時(shí)

3、常導(dǎo)致礦柱失穩(wěn)破壞。這種礦體開采后，當(dāng)?shù)V體承受的應(yīng)力超過自身強(qiáng)度時(shí)，發(fā)生的不連續(xù)的發(fā)散突變，即礦柱失穩(wěn)破壞的現(xiàn)象。其災(zāi)害的主要表現(xiàn)形式有:片幫、冒頂、突水、地震、巖爆、沖擊地壓、地面塌陷、地面沉降、地裂縫以及由其導(dǎo)致的滑坡、泥石流、地表植被破壞等多種形式。采空區(qū)處理方法采空區(qū)處理方法對于礦山地下開采遺留的采空區(qū)，處理方法通常有封閉、崩落、加固和充填四大類。加固法處理采空區(qū)主要在采空區(qū)土方修建公路、隧道等工程時(shí)應(yīng)用較多。由于成本較高，技術(shù)

4、難度大，所以目前在礦山的開采階段應(yīng)用較少。在具體的采空區(qū)處理過程中，由于各個(gè)礦山存在的采空區(qū)數(shù)量、其所處位置、形態(tài)特征不一樣，必須針對各采空區(qū)的特點(diǎn)和條件，分別采取相應(yīng)的處理方法。有時(shí)采用兩類方法聯(lián)合處理，如采用加固法與充填法聯(lián)合、崩落法與充填法聯(lián)合等:有時(shí)由同一類方法衍生出一系列子方法，如充填法可分:千石充填法、尾砂充填法、膠結(jié)充填法等。1.1.崩落法崩落法崩落圍巖處理采空區(qū)的實(shí)質(zhì):用崩落圍巖充填空區(qū)或形成緩沖保護(hù)巖石墊層，以防止上部

5、大量巖石突然崩落時(shí)，氣浪沖擊和機(jī)械沖擊巷道、設(shè)備和人生的危害:緩和應(yīng)力集中，減少巖石的支撐壓力。崩落圍巖又分為自然崩落和強(qiáng)制崩落兩種。從理論上講，任何一種巖石，當(dāng)它達(dá)到極限暴露面積時(shí)，應(yīng)能自然崩落但是由于巖體并非理想彈性體，往往還未達(dá)到極限暴露面積以前，因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造原因，圍巖某部位就可能發(fā)生破壞，形成自然崩落.當(dāng)圍巖無構(gòu)造破壞，整體性好，非常穩(wěn)固時(shí)，需要在其中布置工程，進(jìn)行強(qiáng)制崩落處理采空區(qū)。爆破的部位根據(jù)礦體的厚度和傾角確定。崩落巖石

6、厚度一般以滿足緩沖保護(hù)墊層的需要，達(dá)5mm以上為宜。崩落的方法一般采用深孔爆破或藥室爆破(崩落露天邊坡或極堅(jiān)硬巖石)。在崩落圍巖時(shí)，為減少?zèng)_擊氣浪的危害，對離地表較近的采空區(qū)或已與地表相通的相鄰采空區(qū)，應(yīng)提前與地表或與上述采空區(qū)崩透，形成“天窗”。強(qiáng)制放頂工作一般與礦柱回采同時(shí)進(jìn)行，且要求礦柱超前爆破。如不進(jìn)行回采礦柱，則必須崩落所有支撐礦(巖)柱，以保證強(qiáng)制崩落圍巖的效果。1.11.1地表強(qiáng)制崩落法處理采空區(qū)地表強(qiáng)制崩落法處理采空區(qū)該

7、方法是利用采空區(qū)上方預(yù)先鉆鑿的中深孔或大孔，采用垂直倒漏斗爆破技術(shù)，將采空區(qū)上方中的巖石崩落，充填并消除采空區(qū)。建立地壓監(jiān)測系統(tǒng)。井下采空區(qū)發(fā)生大的地壓活動(dòng)之前，一般都有一定的征兆，如地音、地震強(qiáng)度的變化等，通過對這些變化的監(jiān)控，可以對地壓活動(dòng)進(jìn)行一定程度的預(yù)報(bào)。因此為配合對采空區(qū)的治理，掌握采場穩(wěn)定性安全動(dòng)態(tài)，應(yīng)該對采空區(qū)圍巖采取一定的現(xiàn)場監(jiān)測手段。目前監(jiān)測手段較多，但是較為常用的有巖體聲發(fā)射監(jiān)測定位儀、水準(zhǔn)測量、多點(diǎn)位移計(jì)、壓力計(jì)、