洛鉬集團三道莊鉬礦采空區(qū)探測與治理技術(shù)探討.pdf

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1、磅他第28卷第2期GEOLOGYOFSHAANXI2010年12月文章編號：1001-6996(2010)O2一oo81一O5洛鉬集團三道莊鉬礦采空區(qū)探測與治理技術(shù)探討張金柱，張金良，朱宏偉(洛陽欒川鉬業(yè)集團礦山公司，河南欒川471542)摘要：本文介紹了洛陽欒川鉬業(yè)集團三道莊礦區(qū)露天境界內(nèi)地下采空區(qū)的賦存形態(tài)、探測方法及治理技術(shù)等，對國內(nèi)外同類型礦山資源的采空區(qū)治理、礦山合理開發(fā)利用具有參考意義。關(guān)鍵詞：采空區(qū)；探測；治理；探討中圖分類號：P618．650．8文獻標識碼：B洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司開采的三道莊礦區(qū)，蘊藏B+C+D級儲量58713萬噸

2、，鉬金屬量67．25萬噸，鎢金屬5O．25萬噸。2006年7月形成30000t／d的露天生產(chǎn)規(guī)模，屬國內(nèi)大型的有色金屬露采企業(yè)。但是由于八九十年代鄉(xiāng)鎮(zhèn)、集體、民營企業(yè)地下無序開采，露天開采境界形成近2000萬m。的地下采空區(qū)，2005年以后，地表多次塌陷，地表塌陷面積達38萬m。，最大塌陷深度7O一80m。采空區(qū)的存在，嚴重影響到礦區(qū)露天開采生產(chǎn)工作，因此必須對采空區(qū)進行探測與治理。本文就洛鉬集團三道莊鉬礦采空區(qū)的探測與治理技術(shù)進行探討。1三道莊鉬礦采空區(qū)的特點及對露天采礦生產(chǎn)的影響1．1三道莊鉬礦采空區(qū)的主要特點采空區(qū)位于富礦區(qū)內(nèi)，無序開采及礦柱被采破

3、壞現(xiàn)象嚴重。使得采空區(qū)形態(tài)不規(guī)則、深度不定、邊界不清、大小及高低不一致；采空區(qū)復(fù)合交錯、面積大、間隔層較薄，甚至幾層相互采透貫通，有大量盲采空區(qū)存在。1．2三道莊鉬礦采空區(qū)對露天采礦生產(chǎn)的影響(1)破壞了露天生產(chǎn)的采剝順序，制約了正常的采剝生產(chǎn)，使正常的臺階鏟裝、穿孔、爆破等工序被打亂，造成生產(chǎn)不協(xié)調(diào)。(2)大量采空區(qū)的存在，隨時都可能發(fā)生各種規(guī)模的地壓活動，使施工作業(yè)的人員、設(shè)收稿日期：201O—O8—23作者簡介：張金柱，男，42歲，1990年7月畢業(yè)于昆明冶金高等?？茖W(xué)校，主要從事礦山采空區(qū)探測及采空區(qū)治理工作。82陜西地質(zhì)第28卷備、儀器隨時面臨

4、著危險。(3)設(shè)備穿孔難度大，穿孔質(zhì)量低，爆破效果不佳，大塊多，二次破碎成本高，增加企業(yè)成本。(4)采空區(qū)探測、穿孔、鏟裝等作業(yè)緩慢，普通鉆探設(shè)備根本無法探到塌陷下部采空區(qū)。2三道莊鉬礦采空區(qū)的探測方法針對三道莊鉬礦地下采空區(qū)的復(fù)雜性，結(jié)合露天生產(chǎn)實際，采用物探方法、鉆孔探測法及三維激光探測法相結(jié)合的手段，對露天境界內(nèi)地下采空區(qū)進行探測。即先采用物探方法，對境界內(nèi)地下采空區(qū)進行大面積探測，初步確定采空區(qū)的位置和埋藏深度，然后根據(jù)物探方法探測的采空區(qū)結(jié)果，采用鉆孔探測，準確掌握采空區(qū)頂板厚度以及采空區(qū)高度，最后采用三維激光探測法對采空區(qū)逐一進行精確掃描探測

5、，準確掌握采空區(qū)面積、高度、形態(tài)。三種探測方法相互補充，可準確探測地下采空區(qū)的基本情況。2．1物探方法針對三道莊礦區(qū)的采空區(qū)分布情況與地形地質(zhì)條件，采用高密度電法和地震映象法可滿足本礦區(qū)采空區(qū)探測精度要求。通過試驗分析，較好的顯示出采空區(qū)的頂界埋深。這兩種方法的優(yōu)點是施工方便，成本低，缺點是精度較低，地表浮渣層厚度大時，誤差較大。2．2鉆孔探測在臺階面按一定網(wǎng)度，采用潛孔錘鉆進工藝將采空區(qū)鉆透，利用測繩丈量采空區(qū)的高度。當臺階面有較厚浮渣覆蓋，潛孔錘鉆進工藝無法穿孔時，采用地質(zhì)巖芯鉆機下套管鉆進工藝，對采空區(qū)進行探測。該方法的優(yōu)點是可精確控制采空區(qū)頂板厚

6、度、采空區(qū)高度和采空區(qū)的平面位置，可用于有資料的采空區(qū)的驗證。缺點是工程量大，成本高，須多次穿孔探測，對無資料的采空區(qū)探測盲目性大。2．3三維探測法采用三維激光探測探測儀，利用穿透采空區(qū)的鉆孔將三維激光探測探測儀激光探頭下至采空區(qū)，進行全方位掃描，由地表計算機記錄探測數(shù)據(jù)，由supac或AutoCAD軟件根據(jù)收集數(shù)據(jù)形成采空區(qū)三維立體圖。該方法優(yōu)點是施工簡單，探測精度高，周期短；缺點是必須有通往探測采空區(qū)的探測孔，紅外線激光井下探測，范圍有限，另外當有礦柱阻擋時不能獲取完整的采空區(qū)圖像。3三道莊鉬礦采空區(qū)治理技術(shù)3．1單層采空區(qū)治理技術(shù)在保證采空區(qū)頂板至

7、臺階頂面厚度不小于最小安全厚度的前提下，利用臺階坡面為自由面中深孔爆破崩落法處理單層采空區(qū)，單層采空區(qū)處理鉆孔布置示意圖見圖1。對采空區(qū)頂板距臺階頂面厚度小于最小安全厚度的采空區(qū)，采用小型潛孔鉆機從采空區(qū)側(cè)面剝離，從采第2期張金柱等：洛鉬集團三道莊鉬礦采空區(qū)探測與治理技術(shù)探討83空區(qū)一側(cè)布置下向斜孔，分次爆破崩落處理。3．2多層采空區(qū)治理技術(shù)多層采空區(qū)的處理，主要是根據(jù)臺階水平、采空區(qū)賦存形態(tài)及現(xiàn)場實際情況分別采取分層分次處理和多層一次處理兩種方法。3．2．1分層分次處理先處理上層采空區(qū)，然后再處理下層采空區(qū)。上層采空區(qū)按單層采空區(qū)處理方法進行處理。在保

8、證采空區(qū)頂板至臺階頂面厚度不小于最小安全厚度的前提下，利用臺階坡面為自由面中深孔