收 稿 日期 :2004 - 06 - 03
作 者 简 介 :任 高 峰 (1979 - ) ,武 汉 理 工 大 学 资 环 学 院 采 矿 工 程 专 业 硕 士 研 究 生 ,研 究 方 向 为 安 全 评 价 。
文 章 编 号 :1003 - 5923(2005)02 - 0022 - 04
特 大 地 下 采 空 区 稳 定 性 评 价 及 处 理 措 施
任高峰
1
,王官宝
1
,石栓虎
2
(1 . 武 汉 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 ,湖 北 武 汉 430070 ; 2 . 金 堆 城 钼 业 公 司 ,陕 西 华 县 714100)
摘 要 :本文根据格尔珂金矿采空区的实际情况 ,提出了采空区的探查方法 ,稳定性评价方法和处理方
法 ,利用有限元分析方法对采空区进行了稳定性分析 ,给出两种计算安全厚度的方法 ,提出了处理空区的基本
方法和安全技术管理措施 ,为合理治理空区和矿山安全生产提供了科学决策依据 。
关键词 :采空区 ;探查 ;稳定性评价 ;安全技术 ;管理措施
中图分类号 :TD325 .3 文献标识码 :A
1 概述
我国岩金开采是黄金工业生产的主要形式 ,每
年将形成数百万立方的采空区 。 除了露天开采和
地下崩落法 、充填法之外 ,绝大多数采空区均未进
行有效地处理 ,且未给予足够的重视 ,有些矿山为
此付出了沉重的代价 。 为了使矿山持续 、稳定 、安
全的回收矿产资源 ,建议形成采空区 ,特别是空区
规模较大的矿山 ,应对采空区进行探查 、稳定性评
价和空区处理研究 ,制定出技术上可行 、经济上合
理的采空区治理方案 。 对于新建矿山 ,从环保和可
持续发展的观点出发 ,建议采用充填法进行无废开
采 ,使矿山开采逐步走上良性循环和持续 、稳定 、安
全的发展道路
[1 ]
。
格尔珂金矿位于甘肃省玛曲县尼玛乡境内 ,矿
山隶属甘肃省玛曲县格尔珂黄金矿业有限责任公
司 。 矿体主要产于赤铁矿化硅化灰岩 、赤铁矿化硅
化花岗闪长岩及其接触带中 ,平均品位 12 .44 g/t 。
格尔珂金矿 1991 年建成并投入试生产 ,截止 2003
年采出矿石 280 万 t 。 其中露天开采占 25 % ,地下
开采占 75 % ,地下采出矿石 210 万 t 左右 ,形成空
区总体积超过 80 万 m
3
。 为了确保露天作业的安
全 ,必须摸清地下空区的范围 、大小和形状 ,然后对
采空区进行稳定性评价并采取相应措施进行处理 。
2 采空区探查方法
根据矿山长期以来的实测资料 ,全矿主要采空
区 38 个 ,总面积 12704 m
2
,小于 300 m
2
的空区占
63 % ,空区最小 390 m
3
,最大 48790 m
3
。 目前 ,国
内多采用物探法和钻探法探查采空区 。 物探法可
使用目前较流行的探地雷达 ,但探查深度有限制 ,
多数属试验性质 ,准确程度受限制 。 钻孔探查法较
实用 ,还可详细掌握采空区的顶 、底板等实际情况 。
根据不同用途钻孔探查法分为形态探查 、单行探查
和双行探查
[2]
。
2 .1 采空区形态探查
形态探查是对采空区的位置和形态进行探查 。
由于探查的深度和范围较大 ,一般先对采空区进行
初步分析和摸底 ,采用地质钻孔进行探查 。 形态探
查要充分使用已有资料 ,尽量减少工程量和工程费
用 。
2 .2 采空区冒高探查
采空区冒高探 查采用单行探查的方法 。 单行
探查的目的是掌握空区是否因冒落而上移 。 一般
对较清楚的采空区在其最大冒高以上作业是较安
全的 。 当露天采掘作业接近最大冒高时 ,在采空区
的中央或适当部位打 2 ~ 3 个 探 查孔 进 行 单 行 探
查 ,探查孔深为段高与安全厚度之和 。
2 .3 生产控制探查
生产控制探查采用多行探查 。 多行探查时 ,当
电铲作业平台底板与采空区顶板的垂距略大于或
等于两倍安全厚度时 ,应采用双行探查 。 其行距以
电铲中心线为依据 ,电铲履带始终压在两行探查孔
上 。 其孔深为段高与安全厚度之和 。 例如表 1 列
出了 68 ~ 82 线采空区的探查结果 。
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2005 .№ 2 矿 山 压 力 与 顶 板管 理