Ser ia l N o. 477

January. 2009

现

代

矿

业

M ORDEN M IN ING

总 第 477期

2009年 1月第 1期

吴世剑 ( 1982- ) , 男, 学生, 650093云南省昆明市。

采空区事故分析及处理技术

吴世剑

郭忠林

管恩吉

(昆明理工大学国土资源工程学院 )

摘

要: 通过地下矿山开采过程中采空区常见事故影响因素的分析及危害类型描述, 针对采空

区的具体特点和现有条件, 从众多方案中确定出在技术、经济和安全可靠性等方面总体效果最佳的
采空区处理方案。

关键词: 采空区; 事故影响因素; 处理方式
中图分类号: TD853. 391

+

. 2

文献标识码: B

文章编号: 1009-5683( 2009) 01-0122-03

1 前

言

地下矿体开采必然形成采空区, 而采空区的形

成, 使周边一定范围的岩体应力重新分布, 导致岩石
变形、破坏和移动, 成为生产的安全隐患。为了减少
岩石和地表移动幅度, 减慢其移动的发生和发展, 防
止大面积的地压活动, 必须对采空区 进行处理

[ 1 ]

。

对于矿山地下开采遗留的采空区, 处理方法通常有
封闭、崩落、加固和充填四种。但由于各个矿山的具
体条件不同, 各个采空区位置、形态特征各异, 对每
个采空区的处理方法, 也不尽相同。针对采空区的
特点和条件, 综合考虑各种因素, 并应用先进的手段
和方法, 从众多方案中确定出在技术、经济和安全可
靠性等方面总体效果最佳的采空区处理方案, 是多
采空区矿山生产的重要环节。

2 地下采空区事故的影响因素

2. 1 地质因素

( 1) 岩体结构。岩体结构由结构面和结构体两

个要素组成, 是反映岩体工程地质特征的最根本因
素, 不仅影响岩体的内在特性, 而且影响岩体的物理
力学性质及其受力变形的全过程。结构面和结构体

的特性决定了岩体结构特性, 也决定了岩体的结构
类型。工程岩体的稳定性主要取决于结构面的性质
及其空间组合和结构体的性质等。一般情况下, 如
果岩体的结构比较完整, 构造变动小, 节理裂隙发育
弱, 相对岩体的强度高, 则围岩相对稳固, 采空区的
安全稳定性好, 危险程度低; 反之, 则采空区的安全
稳定性就差。

( 2) 地质构造。在 复杂的地质构 造带下开采,

所形成的采空区的安全稳定性差, 危险度高。如褶

皱、岩脉、断层以及岩层的突变等。特别是向斜的轴
部岩层存在较大的地应力, 聚集有大量的弹性变形
能, 一旦开挖或开采以后, 若形成的采空区没有能够
及时得到处理, 该部位就存在极大的危险性。

( 3)矿体倾角。矿体倾角越 大, 顶板越 不易破

坏; 倾角越小, 则易发生拱形冒落; 横向切割顶板的
结构面较纵向切割顶板的结构面更容易引起顶板楔

形垮冒。

( 4)顶板厚度。顶板越厚, 越不容易发 生离层

破坏或悬臂梁折断破坏。

( 5)开采深度。开采深度越大, 地应力越高, 对

顶板的稳定性越不利。

( 6)不连续面性状。不连续面的光滑或粗糙程

度、组合状态及其充填物的性质, 都反映了不连续面
的性质, 直接影响着结构面的抗剪特性。结构面越
粗糙, 其抗剪强度中的摩擦系数越高, 对块体运动的
阻抗力越强。结构面的宽度或充填物的厚度越大且

其组成物质越弱, 则压缩变形量越大, 抗滑移的能力
越小。此外, 不连续面的间距、产状及其组合状态都
对采空区的安全稳定性产生较大的影响。

( 7)岩石 RQD 质量指标。岩石质量的 优劣直

接影响着岩体的变形特性和变形量的大小, 岩石质
量越好, 岩体的刚性越大。根据刚度理论, 岩体受到
屈服后的刚度 KR大于顶底板和支架的刚度 KC 时,
采空区处于稳定状态; 而当 KR 小于 KC 时, 采空区
处于不安全状态。因此, 质量越好的岩石, 采空区安
全稳定性就越好。衡量岩石质量的好坏可以根据其

抗压强度与岩石的纵波速度, 或者由它们的综合情
况来决定, 但是这 样较为复杂, 况且人为的 误差较
大。相比较而言, 采用岩石质量指标的 RQD 的取值
较为容易。

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