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1、民采空区分布特征及对露天开采的影响摘要： 分析了栾川三道庄钼矿民采空区的特点及对露天开采工艺的影响，提出了多空区条件下安全开采的技术保证措施关键词 ： 民采空区 特征 开采 影响5三道庄钼矿资源开发始于上世纪60年代末，1972年建成采选能力50T/D的小型地下矿，1982年进行扩建，采选规模500T/D，其后再次扩建达1200T/D。80年代后期受国家政策的影响，三道庄矿区出现了集体、个人近百家单位围住矿区乱采滥挖现象，形成大小不等，形特各异，杂乱无序的采空区200多个，总体积可达1000万立方米以上，钼钨资源遭到异常严重的浩劫和破坏。到了90年代后期，由于国家和地方政府及时采取有效措施，依
2、法关闭了地采坑口，实施了山坡露天开采。近几年随着露采台阶的逐年下降，遗留在台阶下部的大量不规则采空区，对露天开采人员及设备的正常生产安全带来极大的隐患和危险。因此，在露天开采的同时，洛阳栾川钼业集团股份有限公司(简称洛钼集团 )非常重视运用新技术、新方法、探索新经验、应用到采空区的有效治理中。一、 民采空区的特点河南省栾川县是我国重要的钼钨资源基地，矿石地质储量达20亿吨，名列亚洲第一，世界第三，其中洛钼集团现正在开采的三道庄矿区，矿体规模大、品位高、埋藏浅，矿石组份简单，选别性能良好，易采易选，很适宜山坡露天开采。然而，在近三十年的民采过程中，已形成的采空区给露天开采带来极大的安全隐患。结合
3、空区资料，针对露天采场下部的民采空区进行仔细分析研究，其民采空区的主要特点为： 1、所有采空区均未进行充填，形特不规则，空区大小，高低不一致；民采空区开采后，均未实施充填，在70年代沿厚大矿体富矿带施工，采富弃贫，开采矿石品位在0.3%以上，到80年代后，随着钼价上涨，在原有采空区基础上继续向四周、上下扩采，开挖矿柱、底柱及顶板，形成高低不平，形态各异的空区。2、民采空区位于富矿区内，矿柱稀少，并破坏严重，空区顶板连续暴露面积大；民采空区均分布在矿体富矿带，其跨度，高度均接近 富矿体宽度和厚度。以1385M水平空区为典型，空区位于纵17线纵19线，13871402标高之间，空区高度8M、12M
4、不等，部分高达20M，空区暴露面积20300M2，矿柱少而小，空区规模较大。3、采空区复合交错，空区间隔层较薄，甚至几层相互采透贯通；民采空区分布极为复杂，空间分布星罗布局，交错重叠，空间间隔较薄，甚至几层相互采透。二、民采空区对露天开采的影响 由于大规模的采空区存在于当前生产的露天境界内，空区的长期存放，长时间受地压、岩石风化及爆破震动的影响，原来预留的部分矿柱发生了破坏，空区面积大小、高度以及顶板稳定性均发生了改变。采空区上方的露采作业人员、设备受地下岩层的变形与坍塌的威胁，生产工人与露天大型采掘设备随时都可能被掩埋，最终可能引发重大人员伤亡和财产损失。此外，采空区对露天开采的影响与危害主
5、要表现在以下几个方面： 1、软化岩层强度，增大开采难度：采空区上部岩层受地压作用而发生变形与位移，出现新的节理裂隙，导致矿岩强度下降，从而降低了岩石的可爆性和穿孔性能。2、增大边坡维护费用：露天边坡下的采空区，因地压作用而显著降低边坡的强度及其稳定性，导致边坡维护费增加，边坡角减缓，从而增加露天开采剥采比，提高开采成本。3、降低露采生产能力：露天开采时为防止重大安全事故发生，需要对采空区进行综合治理，采取必要的措施与手段预防随时可能发生的地表塌陷与人员设备伤亡损失，这样带来的问题是生产受影响，空区探测，空区监测与空区处理成为日常生产过程中最重要组成部分，使生产中正常的秩序和开采受到影响，生产能
6、力大幅下降。4、增大了开采成本；影响了矿山生产效率：受地压、岩石风化和爆破振动等影响，空区上部矿岩发生松动、裂隙发育，穿孔难度增大，费用增高，爆破效果差，单耗增加，同时导致爆后出现较多岩根，大块率增加，增大了二次破碎的费用，直接导致生产率降低，多方面的影响使采矿综合成本大大增加。 三、在多空区情况下开采的技术保障措施1、开展岩石稳定性分析及安全厚度的机理研究：为科学地了解矿体及围岩的稳固情况，判断露天开采的安全性，以便为采场地压管理，空区处理和露天开采安全隔离层厚度数值计算与设计提供科学依据，洛钼集团委托中南工业大学矿山研究院，对露天开采境界内矿岩进行矿岩的物理力学性质及参数、试验，摸清了现场
7、岩石力学性能与参数，根据露天开采特点，建立空区之上露天安全开采岩层稳定模型，用理论和数值模拟方法计算确定露天开采作业时不同大小采空区的安全隔离层厚度，从而准确判断与分析露天开采作业的安全性与危险程度，对于露天开采存在安全隐患的采空区，分别设计选用不同的采空区治理方法与措施。2、空区边界探测和地压监测：岩体长期受地压、风化及爆破振动的影响，原来预留的矿柱发生了破坏，采空区面积和高度均发生了变化，给准确掌握空区现状，合理有效地处理空区带来困难，为解决这一难题，与多家科研院校合作，采用多种手段进行空区边界探测和地压监测预报。采用地球物理勘探方法的高密度电法和地震映象法，对作业台阶以下40米内采空区空
8、间范围进行地质异常区域推断、探测，圈定了异常区的平面位置及大小。利用YSSB型声发岩体监测仪，进行连续监测等手段，划出隐患区域，达到人员及设备的安全。3、采空区处理工艺研究技术：采空区处理是一项难度大、工艺复杂、作业条件差的工作，目前国内外处理空区的方法主要有“崩”、“充”、“撑”、“封”四种，针对三道庄钼矿采空区，洛钼集团与长沙矿山研究院共同组成空区处理工艺技术研究项目小组，共同承担空区处理及研究任务。从国内外空区处理方法和经验分析，实际上真正得以使用的为地表崩落处理法和充填法，这两种方法工艺成熟，技术成熟，应用广泛，然而，对与三道庄钼矿来讲，采用充填法来处理空区，存在系统建设投资大，充填量
9、大，效率低、成本高，工艺复杂，对露天生产影响严重等缺点，因此该方法不可取。地表崩落法与充填法相比具有实施方便，充填效果好，速度快，成本低，能有效的与生产结合等优点，为三道庄空区治理最佳方法。考虑到三道庄钼矿采空区的复杂性，不确定性，以及与生产、安全的需要并结合公司以往空区处理的经验，采取露天开采与空区处理遗体化方式进行处理，根据各采空区的赋存特点及其相互关系，分区、分次进行中深孔或深孔爆破处理。根据各采空区的赋存特点，矿岩稳固条件及空区处理的难易程度，将井下各采空区分为简单容易处理的类空区，复杂难处理的类空区和多层复合的类空区与生产相结合，分区，分片进行处理。自1998年至2007年底，公司共处理空区149次，处理空区面积412998M2，处理空区体积4219059M3。四、结语：采空区治理是一项难度大、工艺复杂、安全性差的工作。多年来公司投入大量人力、物力、财力，结合各科研院所，共同展开多方面的技术攻关，对岩石破坏机理、地压活动监测、盲空区探测、空区边界探测、复杂空区处理等项目进行研究，取得了可喜的成果。并经过多年的生产实践验证，确保了露天开采安全生产，促进了企业稳定、健康、持续发展。