露天剥离法处理地下采空区技术探讨

２ 露天剥离法处理采 空区技术
郑茂兴 （９ ５ ） 男 ， １８ 一 ， 硕士研究生 ， ０ ０ ２ １ １山东省济南市 高新区 ５ 舜华路 ２ ０ 号舜泰广场 ８ ００ 号楼东 ４ ３ ０ Ａ室。
露天 剥离 法处 理采 空 区即是先 采用露 天剥 岩 的 方式 接 近采 空 区 ， 后 在最 后 一 个 台 阶 （ 表 述 方 然 为
图 １ 露 天 坑 与 采 空 区 相 对 位 置 关 系
由于 矿井 主 要井 筒 均 已废 弃 ， 块 段采 空 区 已 该 不具 备人 员进 入井 下 施 工 的 条件 ， 空 区处 理作 业 采 只 能在地 表进 行 。从 露 天 坑 实 际揭 露 情 况看 ， 表 地 风化 层 厚度在 ２ ０ｍ左右 ， 化层 不稳定 ， 于剥离 。 风 易 为 防止发 生泥 石流 、 滑坡 等地 质灾 害 ， 是露 天坑 无论 边坡 还是 地下 采 空 区 ， 都必 须进 行 治 理 。考 虑 到采 空 区与露 天坑 在平 面 上 相 距 较 近且 部 分 重叠 ， 分 部 平面 重叠 区域 露天 坑距 采空 区的垂 直距 离仅 ２ ４ｍ， 因此 ， 利用 已存 在 的露 天坑 ， 用露天 剥离 的方法 可 利
的 冒顶 、 突水 、 矿震 、 面塌 陷 、 地 山体 滑坡 、 泥石 流 等 多种形 式 的灾 害不 断 增 多 ， 其 是重 大 事 故 有 增 大 尤 的趋势 ¨ 。鉴 于采 空 区 已成 为影 响 安 全 生 产 、 Ｊ 社会
平 面位 置相距 较 近 ， 应地 表 由于 历史 无 序 乱 采 滥 对
间仍较稳定 ， 无明显的变形开裂现象 ， 且地表并未发 生明显变形或塌 陷。因此 ， 该铁矿局部块段仍存在
５个 采 空 区未 进 行 治 理 ， 积 从 １５—１５５ｍ 面 ４ ９ 不
处理采空区， 可大大减少剥岩工作量 ， 同时完成对露 天边坡的治理工作 ， 确保边坡稳定。
等， 所形成的采空 区标高 ０～＋ ６／。这些采 空区 １ ｌ ｑ
９ ５
总第 ５ ５期 １
现代 矿 业
２１ ０ ２年 ３月第 ３期
便， 后文 中简称 为 “ 部 台阶 ” 上 采 用 爆 破 崩 落采 底 ） 空 区顶板 。露 天剥 岩 时 ， 利用 地 表 有 利 于接 近 空 区
式中， 为 由厚跨 比法计算 的临界安全厚度； 为 Ｗ
采空 区跨度 。
的地形条件（ 地表露天沟 、 冲沟、 洼地或其他下 凹有 利地形 ）在确保安全 的前提下最大程度地接近采 ， 空区。对于不能继续安全剥离 的部分 ， 在剥岩后形
成 的底 部 台阶上 ， 采用垂 直 中深孔崩 落顶 板 ， 底消 彻
根据该铁矿矿房尺寸及矿柱 留设的实际情况 ， 考 虑到该 区矿 柱相对 稳定 ， 因此 ， 区最 大跨 度按 空
根 据 国内外 研 究 成果 及 现 场 生产 经 验 ， 目前地 下 采空 区的处 理 方 法 主要 有 崩 落 法 、 填 法 、 撑 充 支 法 、 闭 隔 离法 和 联 合 法等 。近年 来 ， 内有些 封 国 矿 山采 用露 天剥 离 法处 理 地 下 采 空 区 Ｊ并 取 得 了 ， 较 好 的效果 。笔 者 结合 某 铁 矿 实 际 条 件 ， 过 理论 通 计算 及 现场 实际 经 验 ， 露 天剥 离法 处 理 采 空 区 的 对 临界安 全厚 度 、 剥岩 工艺参 数 、 采空 区顶板 崩 落参 数 等 进行 了说 明 。
（． １ 山东联创矿业设计有 限公 司；． 东联创 建筑设计有限公司 ； ２山 ３ 中钢 集团马鞍 山矿 山研 究院有限公 司；． ． ４ 山东科技 大学资源与环境 工程 学院）
摘
要
为有 效利 用地表 露 天坑 ， 达到 治理 地 下采 空 区的 目的 ， 出了露 天剥 离法 处理地 下采 提
挖 及 多 年 雨 水 冲 刷 形 成 的 露 天 坑 ， 常 标 高 正 ＋ ０ｍ， ６ 而露天 坑 最 低 标 高 已达 到 ＋３ 且 露 天 ０ｍ，
边坡 并 不规 范 。露 天坑 与采 空 区相对位对其进行合理 、 科学地治
理。
１ 露天 剥离法处理地下空 区的适用性分析
某铁矿矿体倾角 ８ ～ｌ。厚度 ７～１ 采用 。 Ｏ， ２ｍ，
房柱法 开 采 ， 采 后 形 成 的矿 房 实 际 长 度 ３ 开 ０—
５ 宽度为 ８—１ ｍ， 矿房长 度方 向每 隔 ６～ ０ｍ， ５ 沿
１ 留有 长宽 各 ３～ Ｉ ０ｍ ５１ 不等 的 点柱 。该 矿 柱 长 时 Ｔ
＝
１ ｍ计算 ， ５ 可得 Ｈ ＝ ． ｍ。 ７５ （） ２ 载荷传递交汇线法 。该法将顶板载荷简 』
空 区的 方法 。通过 对 某铁 矿 地 下采 空 区实际条件 的分 析 ， 用理 论 计 算 、 采 经验 类 比 等 方法 ， 定 了 确
露天剥 离法处理地下采空区的临界安全厚度， 并确定 了露天剥岩及采 空区顶板崩落的主要技 术参
数 。研 究成 果对 类似条 件 下采 空 区处理提供 了重要 的借 鉴 经 验 ， 并在 一 定 程度 上 丰 富和 发展 了采
Ｓ ｒａ ． ５ ｅ ｉ ｌＮｏ ５１
现
代
矿
业
Ｍａ ｃ ． ０ ２ ｒｈ ２ １
Ｍ ０ＲＤＥＮ Ｉ ＮＧ Ｍ ＮＩ
总 第５５ １ 期 ２ １年 ３月 第 ３期 ０２
露 天剥 离 法处 理 地 下 采空 区技 术 探讨
郑茂 兴 廉 杰 武 飞 于 广 尚言 明 陈军涛
空 区治理 的相 关理论 。
关键词
采 空 区治理
露天 剥 离 临界 安全 厚度
顶板崩 落
由于多年的有序或无序 开采 ， 我国许多老矿山 存在大量未处理 的采空区， 尤其是地方 的一些 民营 小型矿 山， 受资金、 技术等条件 限制 ， 历史遗 留的采 空 区未 得 到有效 治理 。近 年来 ， 由采 空 区诱 （ ） 引 发