有關(guān)金屬礦山采空區(qū)災(zāi)害防治技術(shù)探討

龍奇軍 吳友杭

（福建金山建設(shè)工程有限公司，福建龍巖 364200）

有關(guān)金屬礦山采空區(qū)災(zāi)害防治技術(shù)探討

龍奇軍 吳友杭

（福建金山建設(shè)工程有限公司，福建龍巖 364200）

隨著金屬礦山地下開采的持續(xù)，將會形成相應(yīng)規(guī)模的采空區(qū)，而采空區(qū)一旦形成，則會埋下一定的安全隱患，危及人們的生命財產(chǎn)安全。有鑒于此，本文基于金屬礦山采空區(qū)災(zāi)害防治技術(shù)進(jìn)行研究，概述了金屬礦山采空區(qū)的相關(guān)內(nèi)容，介紹了金屬礦山采空區(qū)常用的探測技術(shù)，最后討論了金屬礦山采空區(qū)處理方法，以期為金屬礦山采空區(qū)災(zāi)害防治工作的開展提供有益參考。

金屬礦山 采空區(qū) 災(zāi)害 探測技術(shù) 處理方法

隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，國內(nèi)礦業(yè)市場迎來了良好的發(fā)展契機。在此背景下，金屬礦山采空區(qū)問題也日漸增多，成了社會各界普遍關(guān)注的焦點之一。因此本文選取金屬礦山采空區(qū)探測技術(shù)以及處理方法這兩大視角進(jìn)行相關(guān)探討，以期更好地解決采空區(qū)問題，一方面能夠消除由此帶來的安全隱患，另一方面能夠保障礦山開采的可持續(xù)進(jìn)行。

1 金屬礦山采空區(qū)概述

采空區(qū)的類型由于礦體形態(tài)、儲量、采礦方法以及處理時間的不同而有所差異。對于不同類型的采空區(qū)而言，其采取的處理方法也存在一定區(qū)別。以按照采礦法的采空區(qū)分類為例：（1）空場法產(chǎn)生的采空區(qū)，其體積較大，但空區(qū)周邊巖體具有相應(yīng)的穩(wěn)固性，可以暴露較長時間，無論在形態(tài)上，還是在大小上，均容易觀測。（2）留礦法產(chǎn)生的采空區(qū)，其體積不太大，其他方面和前一種采空區(qū)類似。（3）崩落法產(chǎn)生的采空區(qū)，無論在形態(tài)上，還是在大小上，又或者在體積變化上，均不易觀測。（4）充填法采礦時，在回采過程中便使用相關(guān)材料充填了采空區(qū)，幾乎不留采空區(qū)［1］。

2 金屬礦山采空區(qū)探測技術(shù)

2.1 高密度電阻率法

高密度電阻率法是一種基于常規(guī)直流電阻率法的探測方法，確定探測剖面之后，合理布置若干個電極，然后朝地下發(fā)送一定強度的電流，在地下生成一個比較穩(wěn)定的電流場，借助自動控制轉(zhuǎn)換設(shè)備對待測對象予以自動觀測以及記錄，適用于包括采空區(qū)、巖溶以及滲漏帶等諸多地下構(gòu)造的探測。

2.2 地震映像法

地震映像法是以反射波法中的最理想偏移距技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的一種方法［2］。該方法能夠借助若干種地震波開展探測工作，其突出特點是信息獲取效率高，顯示直觀易懂，適用性良好，在一定程度上擺脫了場地的束縛，另外，在資料加工環(huán)節(jié)，無需另外校正，如此明顯提高了工作效率，然而其抗干擾能力不強，實際勘探距離不大。

2.3 探地雷達(dá)法

探地雷達(dá)法是一種用來探明地下介質(zhì)具體分布情況的廣譜電磁技術(shù)，一個天線用于發(fā)射電磁波，另一個天線用于接收反射波，最終依據(jù)反射波的雙程走時、幅度大小以及波形等信息，以完成對介質(zhì)結(jié)構(gòu)的推斷［3］。這一方法有點眾多，不僅快捷，而且準(zhǔn)確。

3 金屬礦山采空區(qū)處理方法

3.1 崩落圍巖處理采空區(qū)

崩落圍巖處理空區(qū)的原理是，使用崩落圍巖對空區(qū)進(jìn)行充填，從而形成相應(yīng)的緩沖保護(hù)墊層，以避免空區(qū)內(nèi)由于巖石冒落而帶來的危害。采用崩落圍巖對采空區(qū)進(jìn)行處理，可以及時且有效地消除礦山空場，避免由于應(yīng)力高度集中而導(dǎo)致的大范圍地壓活動。該處理工藝比較簡單，在提升和保證勞動生產(chǎn)率方面具有一定的優(yōu)勢。目前，在國內(nèi)礦山采空區(qū)的處理工作中，該方法已經(jīng)憑借其優(yōu)越性得以廣泛應(yīng)用。崩落圍巖處理空區(qū)的方法又可細(xì)分為兩種，一種是自然崩落圍巖，另一種是強制崩落圍巖。如紫金山金銅礦采用了這種處理方法。

3.2 用充填料處理采空區(qū)

所謂用充填料處理空區(qū)指的是，將坑內(nèi)之外的充填材料通過適宜方式輸送到采空區(qū)，進(jìn)而充填密實以處理采空區(qū)的一種方法。充填料的作用主要表現(xiàn)在下述方面：1）支撐采空區(qū)，應(yīng)對地壓活動。2）抑制礦體上部以避免其下沉。3）避免礦巖由于內(nèi)因而發(fā)生火災(zāi)。4）削弱損失貧化［4］。對于充填料處理采空區(qū)而言，其主要包括兩種，一種是干式充填處理空區(qū)，另一種是濕式充填處理空區(qū)。

3.2.1 干式充填處理空區(qū)

在國內(nèi)有色金屬礦山中，該處理方法通常應(yīng)用于礦體規(guī)模中等及以下的礦山，不僅作業(yè)強度大，而且作業(yè)條件差，另外充填效率也不理想，然而其突出優(yōu)點是簡便易行，不需要太大的投資。如漂塘鎢礦便采用了這種處理方法。

3.2.2 濕式充填處理采空區(qū)

濕式充填處理空區(qū)現(xiàn)階段已經(jīng)得以大量應(yīng)用。按照充填料的差異，還可分成三大類，一是混凝土膠結(jié)充填，二是尾砂膠結(jié)充填，三是水砂充填。該處理方法具有比較理想的流動性，作業(yè)速度比較快，工作效率理想。然而需要事先安裝一整套專門用于充填輸送工作的系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)施設(shè)備，因而作業(yè)成本高，先期投資較大。如水口山康家灣鉛鋅金礦采用了這種處理方法。

3.3 留永久柱處理采空區(qū)

留永久礦柱處理采空區(qū)，大多應(yīng)用于緩傾斜薄至中厚以下的礦體，頂板比較可靠，且地表允許一定陷落的礦山。在國內(nèi)有色金屬礦山中，已有部分采用了這種處理方法，并取得了較為理想應(yīng)用效果。如貴州省的部分汞礦便采用了這種處理方法。應(yīng)用這種處理方法時，首先要確定礦巖條件理想，其次要確保礦柱設(shè)置合理，第三不可應(yīng)用于大規(guī)模的空區(qū)［5］。值得一提的是，部分采用該處理方法的礦山，受空區(qū)暴露面積逐漸增大等因素的影響，會在后期影響其處理效果。所以在采用該種方法之前，應(yīng)全面且深入地研究和掌握巖體力學(xué)以及地質(zhì)構(gòu)造信息，從而采用適宜的礦柱規(guī)格，并預(yù)測后期的發(fā)展情況。

4 結(jié)語

綜上所述，金屬礦山在開采作業(yè)時會形成一定的采空區(qū)，而采空區(qū)會給人們的生命財產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅，因此需要關(guān)注和做好采空區(qū)災(zāi)害防治工作，即選擇和使用適宜的探測技術(shù)和處理方法，從而及時預(yù)測和有效處理采空區(qū)災(zāi)害，為礦山企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

［1］汪亮，彭輝.小礦山采空區(qū)處理方法分析［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2011，01：102-103.

［2］潘懿，崔繼強.露天礦山下覆復(fù)雜采空區(qū)處理技術(shù)應(yīng)用研究［J］.采礦技術(shù)，2013，06：72-74.

［3］蘇偉，牛小明. 露天礦山采空區(qū)探測與處理［J］.采礦技術(shù)，2013，06：75-77.

［4］郭則文.復(fù)雜環(huán)境礦山采空區(qū)安全技術(shù)處理的體會［J］.能源與環(huán)境，2014，05：92-93.

［5］宋衛(wèi)東，付建新，杜建華，張朝雷.基于精密探測的金屬礦山采空區(qū)群穩(wěn)定性分析［J］.巖土力學(xué)，2012，12：3781-3787.