采矿技术

有６～８ ｍ的顶底柱，经多年开采，井下已形成约

６６．８×１０４

ｍ３的采空区，采空区离地面的最浅部位

约５０

ｍ，目前地面尚未有垮塌的迹象。矿区分为Ｉ

矿带和Ⅱ矿带，目前主采的是矿区的ＩＩ矿带。Ⅱ矿

带包括Ⅵ号、Ⅶ号、Ⅷ号等３个矿体，现井下已形成

的中段有：＋５０，０，一５０，一１００，一１５０，一２２５，

一２５０，一２８０和一３２０

ｍ，目前主要生产中段为

一２８０，一３２０

ｍ正在进行开拓。

根据该矿的赋存特点，在现场工程地质调查、室

内岩石力学试验、岩体质量评价、岩体力学参数确定

的基础上，采用Ｍａｔｈｅｗｓ稳定图方法、有限元分析方

法、缓冲层厚度分析、防顶板突发冒落空气冲击波危

害的封闭墙稳定性校核等技术方法，对该矿的采空

区进行了较为全面的安全论证忙。Ｊ。

２．１采空区地面塌陷

根据对采空区稳定性的有限元分析，顶柱在剪

应力、拉应力的作用下，特别是在顶柱的跨度较大

时，有可能从局部垮塌开始。若顶柱破坏垮通，采空

区又未进行充填处理，则采空区上下盘失去支撑，将

引起地面较大的塌陷。参照类似生产矿山，对矿体

的上、下盘的移动错动角选取为６５０，以此圈定开采

时的错动范围。

２．２采空区上下盘与顶柱的破坏

根据对采空区稳定性分析研究，其基本结论为：

（１）矿山开采现状的稳定性较好，开采影响的

范围限在采空区周边３—１５ ｍ的范围，目前不会发

生大的地压灾害。

（２）该矿顶柱矿石的跨度在１０ ｍ以下时（矿体

平均厚度为６．３３

ｍ），顶柱安全；但当矿体的跨度达

１５

ｍ以上时，暴露面积的稳定范围控制在６００～９００

ｍ２内，若暴露面积超出此控制范围，顶板将逐渐自

然冒落；大理岩、闪长岩稳定的允许暴露面积较大，

一般情况下不会发生大面积的片帮冒落。

（３）Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ号矿体间相互的影响不大。

（４）对于主开采的Ⅵ号矿体，开采扰动形成的

应力集中区一般是在采空区的顶端和底端，随深度

的增加应力集中的程度也将加大。开采的同时，在

采空区上下盘的３—１５

ｍ范围内形成了剪破坏区，１

～３

ｍ范围内形成拉破坏区，所留顶柱内形成应力

集中区，开采扰动形成的位移也指向采空区。因此，

目前该矿采空区的稳定性整体较好，部分跨度较大

的顶柱部位（跨度＞１０

ｎ１）存在拉、剪破坏，特别是

在靠下盘位置。

２．３空气冲击波危害

该矿为防治岩层的突然塌陷，在井下的＋５０，０，

一１００，一１５０，一２００

ｍ中段与采空区联通的巷道处，

用Ｃ２５混凝土或红砖加钢板进行了封堵。Ｃ２５混凝

土封堵墙的厚度大于１

ｍ以上，对防止空气冲击波

的危害起到了一定的作用，且在一２００

ｍＶＩ号矿体接

近正中偏东处，用废石充填，最高处达到一１５０

ｍ。

２．４突水与淹井危害

该矿目前主采的是矿区的ＩＩ矿带Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ号

矿体，矿区北部Ｉ矿带溶洞较多且大，与附近青山水

库下游的赵家港连通，但在Ⅱ矿带与Ｉ矿带之间有

一隔水层，将两矿带安全隔开。Ⅱ矿带处在一个东

西向长条状水文地质单元中。该水文地质单元有志

留系页岩、未风化的岩浆岩体隔水，大气降水范围和

强度不很大，地下水排泄较畅通，地下涌水量极小。

虽然本矿的水文地质条件应属简单类型，但若在开

采作业的过程中，使Ｉ矿带与Ⅱ矿带之间的隔水层

遭受破坏，必将导致井下的突然溃水，使矿山遭受巨

大的损失。加之本矿上部存在老窿，空区面积较大，

各地段积水情况不清，因此在开采过程中应采取防

止老窿、采空区突水的措施。

３

安全技术对策措施

３．１采空区地面塌陷的安全对策措施

（１）地表设施和建筑物均布置在开采错动界线

以外。

（２）加强塌陷区的管理，尽可能准确的标出塌

陷区域的边界线，并设立明显的标志。

（３）及时掌握采空区的变化情况，及时编制塌

陷区井下、地面对照图。

（４）应在地表塌陷区周围埋设必要的观测点，

并进行定期观测，为塌陷区的安全管理、周边道路改

造和塌陷区提前征地提供科学依据。

（５）地表塌陷、裂缝区的周围，必须设置截水沟

或挡水墙，防止大气降水渗入井下。

（６）应做好塌陷区水文地质（防洪排水）技术

管理工作。

（７）应专人负责，定期书面通知毗邻乡村，对塌

陷区提出注意事项，防止人、畜事故发生。

（８）安全生产管理部门要定期组织有关人员对

塌陷区的安全管理工作和安全情况进行监督检查，

并提出整改意见。

３．２采空区处理的安全技术措施

万方数据