湖南柿竹园矿采空区处理方法探究探析

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1、湖南柿竹园矿采空区处理方法探究探析　　【摘要】采空区处理是很多矿山都必须直接面对的问题，本文针对湖南柿竹园矿采空区的具体情况，做了采空区处理的相关研究，通过多种方法的研究论证，给出了该矿最合理的采空区处理方法。【关键词】采空区处理；卸压天窗；削弱平巷中图分类号：TD85文献标识码：A文章编号：1总论1.1前言柿竹园矿距郴州市区15km，交通便捷。回采方法为连续阶段崩落法。阶段高度96m。每个采场可回采矿量36.83万t。矿石损失率为25%（损失矿量可以在下阶段回采时回收），贫化率为3.76%。单个采场最大生产能力为1200t/d，同时回采的采场有三个。1.2进行采空区处理的现实意义（

2、1）提高资源的回收率490m～558m水平之间315m×313m范围内残余大量矿柱，品位高，储量大，此外，该范围周围也有品位较高储量很大的矿段，若不对采空区进行处理，这些矿量的回采都会受到很大影响，所以要必须对采空区进行处理。（2）提高矿山安全系数9随着矿房矿石的采出和空区的形成，矿山开采工作的延深，或矿柱的回采，空区面积不断扩大，矿岩将出现裂缝，发生片帮，出现巷道、矿柱垮塌，岩层整体移动，顶板大面积冒落，地面大范围开裂、下沉和坍塌，出现大规模的地压活动[1]。为了矿山的安全，必须对采空区进行可靠的技术可行经济合理的处理。1．3空区处理的范围矿山现开采的区段为490m～558m水平之

3、间。矿区其余矿段均未回采。现在已经完成了这一区域的矿房回采，且在空场条件下抽采了K3-4～K3-5间的房间柱Z3-4/5。下一步将开始490m～558m水平315m×313m范围内矿柱；558m～610m水平之间顶板以及其他富矿段的回采。现在开采区域内累计顶板暴露面积已达到3.5万m2，最大连续暴露面积达8100m2。累计空区260万m3，且在回采区域西北部已经有三个房间柱和一个盘间柱发生垮塌，周围矿柱已经有明显的变形破坏，必须对这一空区进行处理。本次空区处理的范围为490m～558m范围内的空区。2空区处理的方案选择要回采矿柱，就必须现对采空区进行处理，采矿方法的选择是和空区处理方

4、案结合在一起的[2]。确定如下初选方案：Ⅰ尾砂胶结充填矿房事后回采矿柱；9Ⅱ“隔二采一”抽采矿柱事后崩落顶板围岩充填采空区；Ⅲ连续阶段崩落法。表1各方案技术经济指标对照表比较可知，Ⅲ是最优方案，本次设计的最终方案选为Ⅲ方案。3空区处理3．1空区处理工艺回采开始前，首先在采区西北角首采区域形成卸压天窗，用以缓冲顶板大面积冒落时产生的巨大的空气冲击波对井下人员、设备、巷道等的影响，保证矿山安全正常的生产。回采初期，采区顶板暴露面积小于18000m2，采区顶板很难自然崩落，所以要在回采区域首采区位置强制放顶。强制放顶面积为18750m2。回采矿柱时，房间柱、对应盘间柱与558m～586m水

5、平的富矿段一次性小微差爆破。利用原有的矿房底部结构出矿，当出矿至剩余矿石厚度为20m左右时停止防矿。留下的约20m厚的矿石层作为采场顶板强制崩落时的缓冲覆盖层。9在顶板自然崩落前，要在采场内保留至少20m厚的矿石垫层。并且在采场内实施强制放顶，崩落586m水平以上部分低品位矿石，补充采场内的矿石覆盖层，使采场内的矿石覆盖层的厚度达到40m。然后，才能采取自然崩落法处理采空区和补充覆盖层。为了使顶板能够自然崩落，要在586m、610m、620m水平开凿削弱平巷，并在削弱平巷内凿上向孔，进行预裂爆破，以削弱待崩落部分和周围矿岩的联系。回采全部完成后，封闭联络崩落区的通道，在地表移动范围用

6、带有明显标志的铁丝网围圈。在塌落区范围外设置排水沟。至此，研究范围内的矿柱回采与空区处理全部完成。进入其他矿段开采。3．2空区处理所需要进行的工程为了安全、顺利地完成开采范围内的矿柱回采以及空区处理，需要进行一如下工程。卸压天窗为了消除采空区顶板大面积冒落和大爆破冲击波对井下作业人员、设备和地下工程设施的危害，维持矿山的安全生产，必须预先形成卸压天窗。①位置本研究的首采区段选在开采范围的西北角，地面标高为630m～650m。可采矿体顶部赋存标高为625m，矿体品位较高。目前该处已经回采到586m水平，计划回采到610m水平。现在已经在610m水平形成了部分回风和强制放顶巷。所以，选择

7、该处开凿卸压天窗。9②断面卸压天窗的断面积大小，由待处理的采空区规模，矿岩稳固程度，欲保护的地下工程的重要程度等因素决定。本次研究中，卸压天窗的断面积选为55m×30m=1650m2。③施工及工程量首先在K1-1～K1-2西边对应矿柱上面掘进两口通地表天井，天井断面2.2m×2.2m。在这两口凿岩天井中，开凿凿岩硐室（2.9m×2.9m），在凿岩硐室内，用QZJ-100B型潜孔钻机钻凿φ100-110mm的水平深孔，孔底距为4～5m，排距3～3.5m。用B