采空区治理及管理情况

河钢集团矿业有限公司龙烟矿山分公司近北庄铁矿地下采空区治理及管理情况汇报龙烟矿山分公司于2014年10月委托山东正元建设工程有限公司对近北庄铁矿地下采空区进行了探测，并编制了《近北庄铁矿地下采空区勘察报告》，此后为了更加明确的查明空区，又于2015年11月委托北方燕盛工程技术有限公司对近北庄铁矿地下采空区进行了进一步的探测，并编制了《近北庄铁矿地下采空区治理方案》，2017年5月，北方燕盛工程技术有限公司编制了《近北庄铁矿地下采空区探测工程竣工报告》，对采空区进行更加细致的探测。现将采空区现状和管理情况汇报如下：一、采空区现状1、采空区探测情况通过探测，近北庄铁矿目前已探查到的采空区共25个，其中体积较大的主要采空区有8个，水平分布在0—14号勘探线之间，竖直分布在1050米—1220米之间。采空区分布较混乱、无规律，采空区总体积约为183842m3，其中：1100米中段以下约66939m3，1100米中段—1160米中段约69911m3，1160米中段以上约46992m3。2、采空区现状及平衡状态分析根据近北庄铁矿矿体赋存条件及矿岩稳定性、矿区地质构造，结合采空区现场调查结果进行采空区平衡状态分析，近北庄铁矿属急倾斜矿床，矿体倾角45º-70º，矿体厚度一般为10-20m，按照采空区顶板崩落原理，在无较大构造影响的情况下，采空区顶板应形成拱形，并处于平衡状态。近北庄铁矿采空区实际状态为，受地质构造影响，近北庄铁矿采空区以6号勘探线为界，其两侧采空区处于两种截然相反的状态。6号勘探线以西，矿岩结构致密，硬度系数f=12-16，盗采人员在采矿时采用浅孔留矿法，在开采过程中，为安全起见，有意将顶板形成拱形，处于平衡状态，虽空区已形成多年，但从未发生过空区崩落现象，空区内无崩落下矿岩。6号勘探线以东，一直到露天矿西南边帮，矿岩极为破碎，巷道掘进时必须进行支护，个别部位由于冒落严重甚至无法掘进，该区域矿石结构为砂砾状，当地称之为“黄砂矿”，稳定性极差。通过暴露的采矿区及钻探观察，该区域采矿区已全部自然塌实，采矿区处于平衡状态。3、采空区充水情况调查根据近北庄铁矿水文地质情况及采空区现场状况，调查并分析采空区充水情况。西段地下水位，从斜坡道实际涌水水位看，西段地下动水位（副井水仓已正常排水）为1004m标高，东部露天采场坑底水位为1008m（因下部盗采已无水）标高，因井下排水底部标高为980m，故露天坑水向井下方向径流，水位标高属正常合理标高。从目前揭露的采空区看，均属于无水状态，1160中段无地下涌水，1160中段以下巷道有滴水现象，均属地表大气降水补给，因本地区属干旱气候，大气降水补给量很小。因此，1004m标高以上，在处理采空区及采掘生产中，不需重点考虑采空区充水影响。二、采空区处理方案根据勘察和采空区测量结果，参考经济技术条件，遵循安全适用经济耐久的原则，结合无底柱分段崩落法采矿需要，视采空区对采矿生产的危害程度，选择合理的处理方法。采空区处理方法分为封闭法、崩落法、充填法。1、封闭法处理方案位于围岩中的盗采采空区，以及经过中深孔开采形成的采空区，首先设警示标志，然后采用封闭的方法进行处理，防止人员误入。封闭可采用砖墙，墙厚0.5m，M5.0水泥砂浆砌筑。2、崩落法处理方案根据采空区测量成果，1160中段采空区，顶板暴露面积大，有较大断层，顶板存在不稳定性，空区内有大量的矿柱、岩柱，现场观察，矿岩柱已出现挤压变形，需进行崩落处理，一则将空区顶板强制崩落，可防止在以后采矿生产中突然大面积冒落，二则消除下部矿石回采时的隐患，避免矿岩柱直接下沉，形成大块，造成生产困难；三则可在1160中段形成覆盖层，为下部矿石开采创造有利条件。充分利用现有工程和采空区，以最经济方法进行工程布置，根据需要，可适当增补掘进工程。工程掘进时，根据矿岩地质条件，采取可行的掘进方法、适合的支护方式，确保施工安全和施工进度。施工过程中，要控制好一次爆破量，防止空区大面积塌落，每次爆破完后，要待顶帮塌落完毕后，即空区内没有声响后，方可进行后续作业；在施工过程中，若听到空区有冒落声，人员立刻撤离作业区。3、充填法处理方案根据采空区形态以及采空区大小，结合中深孔崩落采矿方法，制定采空区充填方案；适合压顶刷帮的采空区，首先由外及里，先帮后顶，逐步崩落，充填采空区，使采空区内达到运输穿孔条件。对于较大的采空区，且空区周边矿体有开采价值，应首先使用采掘废石进行充填，达到一定量后，再进行压顶刷帮，最终达到运输穿孔条件。三、目前采取的主要管理措施1、建立健全采空区管理机构和制度根据“预测预报、逢掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，制定了《龙烟矿山分公司采空区探测、预报安全管理制度》，并建立了采空区管理小组，设置采空区管理专职人员，负责采空区日常巡查，掌握采空区的变化情况，监督执行采空区探测措施，及时制定采空区治理方案，参与采矿方案的制定，根据采空区情况，提出建议与措施，减小采空区对采矿生产的影响，保证安全生产。2、加强采空区探测管理(1)遵照“预测预报、逢掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，在工程掘进中，实施采空区探测，探孔设置：掌子面4个，顶底及两帮各1个，超前探孔深度不小于1次爆破进尺。(2)在生产过程中发现的盗采空区，采用测量仪器或三维激光扫描仪，查明正常生产范围内的盗采采空区的位置、范围、深度、平面及竖向分布情况，为矿山井巷工程建设及采矿设计提供依据。(3)及时跟进采掘工程测量，预测采空区位置，靠近采空区时加大探测力度。加强作业地点的地压监测工作，对重大危险源点以及人员经常出入地段定期检测，并定期做出稳定性分析及冒落预报工作。(4)对探出的采空区，及时测量上图，计算采空区方量，对需回填的采空区，计算回填量。3、委托中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院于2017年10月编制了《近北庄铁矿采空区治理项目建议书》，下一步根据设计方案进行治理。4、加强与外委施工单位的协调，在采空区周围设立明显的警示标志，禁止人员和设备进入待封闭采空区附近区域。5、在地表设立移动带和塌陷区范围，并设立明显的标志范围，组织人员对可能产生的塌陷范围定期观察。