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孙 诚
（陕西鑫元科工贸股份有限公司，陕西 洛南 726104）
摘 要：
陈耳金矿应用空场法采矿，经近30年的开采，1500m 标高以上形成大面积采空区未处理，空区内矿柱经过了多次回收，1500m-1420m 标高空区内矿柱相对较完好，且品位高，有回收利用价值。受秦岭生态环境保护、深部开采地压显现、资源日益枯竭及周边开采环境等因素影响，陈耳金矿采空区处理迫在眉睫。根据陈耳金矿采空区赋存状况及对空区处理的特殊要求，探讨了陈耳金矿空区处理的必要性和合适的空区处理方法-切槽放顶法。 关键词：
陈耳金矿；采空区；处理方法；切槽放顶法中图分类号：TD327 文献标识码：A 文章编号：
摄像机标定11-5004（2021）07-0122-2 收稿日期：
2021-04作者简介：
孙诚，男，生于1990年，汉族，陕西泾阳人，大专，助理工程师，研究方向：岩金采矿技术与管理，数字化矿山建设与应用。
空场法采矿具有开采效率高、投资少见效快等优点，在我国稳固岩体采矿中广泛应用。此法采矿过程中势必产生大面积采空区，通常都应当处理采空区，消除顶板冲击地压隐患。否则，仅靠矿柱支撑、隔离等不当处理方法，以后很容易发生顶板冲击地压灾害，同时使资源永久性的损失在空区中。
怎么做一支解压笔1 陈耳金矿采空区赋存状况
陈耳金矿属缓倾斜-薄矿脉，围岩相对较稳固，应用空场法采矿。经近三十年的开采，在1500m 标高以上形成了多个中段，各中段内保有资源已回采完毕，每个中段内空区面积约28000-45000㎡，形成了大规模的采空区，空区内留设的矿柱多次回收。1500m-1420m 标高空区内留设的矿柱相对较完整，大部分没有回收。空区只是经过封堵等简单的处理，局部有少量空区是将废石填入，充填效果不好。空区对1500m 标高以下矿体形成水力通道，老隆水是影响矿床开采的重要因素。
2 采空区处理的必要性
2.1 采空区的危害
应用空场法采矿，矿体回采后必然形成空区。靠矿柱维护空区稳定，一旦某些矿柱出现破坏，其所承受的载荷将转由其它矿柱承担；其它矿柱也难以承受附加载荷时，这些矿柱也将被破坏，迅速扩展到整个空区矿柱。矿柱失稳的过程具有突发性，造成的破坏和危害程度难以控制。顶板突然大面积冒落，产生冲击波，破坏力极强。顶板冲击地压还可能造成地表开裂、塌陷等危害。上部空区未及时有效的治理，必将导致下部高地压，威胁深部作业安全。采空区内易形成积水，易诱发透水事故。
2.2 采空区处理的必要性分析
从采空区的危害来看，采空区的存在制约了企业的可持续发展，陈耳金矿完全有必要处理采空区。
1500m 标高以上矿体已回采结束，空区矿柱多次回收，空区顶板稳定性遭到破坏，且空区距地表较近。1500m 标高以上开采，过去由于技术和管理落后，没有正规开采和按设计回收矿柱，岩体移动范围没有经过科学论证。1500m-1420m 空区内的留设的矿柱品位高，有回收的价值。1500m 标高以上采空区，经勘查存在积水，下部工程施工时有透水事故发生风险。1500m 标高以下资源前景可观，现正在探矿，上部采空区危及下部探矿工程的施工安全。近年来，国家加大了秦岭生态环境保护力度，
一定程度上制约了企业的发展。由于未处理的空区存在，地表有塌陷、开裂风险，破坏周边生态环境。采空区已成为一项矿山生产中的重大危险源。国家应急管理部门三令五申强调加强采空区治理，对治理不力企业追究法律责任。
同时，陈耳金矿地处豫陕交界的小秦岭金矿田，周边矿权复杂。受利益驱动，陈耳金矿资源时有被盗采、越界开采的发生，严重损害企业利益及开采安全。空区的处理能一定程度上保护资源，防范和拦截不法分子的偷盗、越界行为。相邻企业的未处理空区，与陈耳金矿空区相串联，存在重大安全隐患。以现有探获的资源量及生产能力，陈耳金矿在未来五年内，空区的增量在约32000㎡/年。
3 采空区处理的方法
3.1 处理的方法概述
采空区处理就是为了缓和岩体应力集中程度，转移应力集中的部位，或使围岩中的能量得到释放，使应力重新分布，达到矿山安全生产的目的[1]。
我国采矿工业经过这么多年的发展，总体上形成了两大类空区处理方法：基本法、联合法。基本法分为崩落围岩处理采空区，充填采空区，支撑法处理空区和封闭空区。由于每种基本法处理空区均有局限性，因而产生了联合法。分为支撑充填法，崩落隔离法，矿房崩落充填法，支撑片落法，切槽放顶法和切顶与矿柱崩落法。
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3.2 处理方法的优缺点及适用条件对比（表1）
3.3 适合陈耳金矿的采空区处理方法分析
各类空区处理方法都有其特定的适用条件，各有利弊[2]。支撑充填、崩落隔离、矿房崩落充填、支撑片落只是四种基本方法中某两种方法的简单结合，还不能通过一种工艺而达到多种采空区处理的基本方法的功效，且费用还较昂贵，更不能借助诱导崩落或松动而实现围岩应力集中向有利于安全生产的方向重分布。不难看出，只有切槽放顶法和切顶与矿柱崩落法处理采空区可通过一种工艺（如：爆破），诱导崩落或松动而实现围岩应力集中向有利于安全生产的方向重分布，达到采空区处理的目的。
根据陈耳金矿采空区赋存状况及对采空区处理的特殊要求，结合切槽放顶法和切顶与矿柱崩落法的优缺点及应用情况，进一步分析，切槽放顶法更适合陈耳金矿。下面就切槽放顶法处理采空区作以详细论述[3]。
（1）通过控制爆破，既达到使顶板应力向有利于安全开采的方向重分布，又实现封闭、隔离和小型
化采空区的目的，消除顶板冲击地压隐患，促进安全生产。陈耳金矿深部地压显现突出，岩爆等灾害时有发生。封闭、隔离采空区，一定程度上能阻断盗采、越界开采等不法开采的通道，同时还可以排疏空区积水。
（2）成本低，工艺简单。陈耳金矿资金流目前并不充足，技术装备相对落后。
（3）采空区处理和矿柱回收可同时进行，减少资源损失，增加企业效益。1500m-1420m空区内留有高品位矿柱未回收，1500m以上空区也有极少部分残留矿柱。在以后深部开采中也可应用，边采矿边处理采空区，矿柱也随之回收。
（4）采空区处理不会引起地表发生明显的岩移，并可有计划地将采掘废石排入处理过的采空区。1500m标高以上采空区离地表较近，极易引起地表塌陷、开裂。秦岭生态环境保护力度不断加大，排渣场建设、地表生态环境保护等限制，制约陈耳金矿持续发展。
（5）切槽放顶法实际应用技术比较成熟。在东桐峪金矿、辽宁金凤公司等[4]多个矿山采空区处理、安全评价，及鸡西矿业集团沿空留巷的巷道地压控制的应用中，经济效益和社会效益可观。
（6）适用于处理倾角40°至水平矿体开采所形成的采空区。陈耳金矿属于缓倾斜矿体。
4 结语
目前，许多矿山都面临着采矿与采空区处理两者失调的问题，已经危及整个矿山的安全生产和持续开采，更有甚者已危及整个地区的生态环境安全和稳定。笔者认为，一方面着手处理历史欠账存留的老采空区，另一方面采矿与新空区的处理同步进行，把空区处理作为采矿计划的一部分，做在计划里，落实在采矿里。这样才能从根本上解决采矿与空区处理失调的问题。同时，探索更加环保、高效、安全、可靠的采矿方法和采空区处理方法，实现采矿与空区处理同步、矿山生产全过程绿开采的目标。
参考文献
[1] 王青，任凤玉等.采矿学（第2版）[M].北京：冶金工业出版社，2015：305-306.
硝化纤维素膜[2] 李俊平.卸压开采理论与实践[M].北京：冶金工业出版社，2019：12-13.
[3] 李俊平，周创兵，冯长根.缓倾斜采空区处理的理论与实践[M].哈尔滨：黑龙
江教育出版社，2005：14-15.
[4] 张军胜，李俊平，宋士生.采空区处理新方法研究与应用[J].金属矿山，2009
（08）：19-22.
表1 采空区处理方法优缺点及适用条件对比表
中央空调通风管道
方法优点缺点适用条件
基本法
崩落法工艺简单，成本低易引发地表开裂、沉陷地表允许塌落，上部矿柱已回
收
充填法限制岩移效果好工艺复杂，劳动效率低上部空区和地表需要保护
支撑法暂时缓解空区地压显现易引发顶板冒落或冲击地压缓倾斜薄-中厚空区，地表允
许冒落
封闭隔离法成本低，简便对大规模空区很难保证有效小矿体空区
联合法
支撑充填法控制冲击地压效果良好施工和管理复杂，矿石损失大密集分布的急倾斜薄脉空区崩落隔离法成本低，施工管理简便易引起地表岩移薄矿体埋藏深的空区
矿房崩落充填法地压、岩移控制效果好技术要求高，成本高缓倾斜厚大矿体空区 支撑片落法工艺简单矿石损失大顶板中等稳固、可自然冒落的
岩体条件
切槽放顶法可实现封闭、隔离空区的目的，又能控制地压，废石可
充填空区，成本低，空区处理与矿柱回收可同时进行地表少有岩移缓倾斜至水平空区
切顶与矿柱崩落法消除顶板冲击地压，可以堵塞非法开采通道，综合成本
低矿柱不能回收，损失大
地表允许岩移的缓倾斜至水地温空调
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