一种浅层金矿采空区的治理方法

1、一种浅层金矿采空区的治理方法摘要：采空区的存在时刻威胁着上面建筑群、道路 交通的正常使用和安全，采空区的坍塌会对上部居民及周边 环境带来严重影响。本文以辽宁丹东某金矿采空区为例，针 对采空区所处地质特点及埋深条件，采用钻孔投料进行封堵 再注浆强化的方法实现了采空区的治理。本治理方法具有操 作简单、填充率高、可靠性高和施工周期短等优点，本方法 的成功应用对其他类似工程具体借鉴意义。关键词：金矿；采空区；注浆；钻孔投料中图分类号：TD853文献标识码：A0引言我国地大物博，矿产丰富，有色矿产的开采利用为我国 快速发展的重要保证，然而矿产资源的过度开采却破坏了 大片美好的自然环境，很多矿产资源趋于枯

2、竭。有色矿产的 开采留下很多地下采空区，由于这些采空区没有及时得到妥 善可靠的回填治理，时常会在媒体新闻中听到关于采空区坍 塌而给人民带重大灾难的报道。本文以辽宁省丹东市某金矿 采空区为例，提出一种治理埋深较浅的金矿采空区的治理方 法。1工程地质1.1地质构造矿区位于中朝准地台（I）胶辽台隆（II）营口宽甸台 拱（III）的北翼。矿区内构造不发育，断裂构造多为层间小 断裂，规模小，一般宽1.00m4.00m,总体产状与地层一致， 局部有小角度切层，走向北东南西，倾角2025, 是矿体赋存的空间。区内褶皱构造为一个平缓的背斜，其轴 向北东50，背斜轴为硬碰硬桥组，两翼为盖县组地层，西 翼地层倾向

3、320，东翼地层倾向140,一般倾角20 一 25。该背斜控制矿体的空间分布。1.2地层矿区内出露地层为下元古界辽河群大石桥岩组（Pt1Ld） 盖县岩组（Pt1LgX）和新生界第四系。（1）大石桥岩组矿区内主要出露该岩组上部二段和三段。大石桥岩组二 段（Pt1Ld2）:主要岩性为二云片岩，夹二长浅粒岩、含墨透 闪大理岩以及方解大理岩等。大石桥岩组三段（Pt1Ld3）:主 要岩石组合为白云石大理岩、透闪大理岩，夹透辉透闪大理 岩。其上部与盖县岩组接触部位是区内金矿体的主要赋矿层 位。（2）盖县岩组（Pt1Lgx）在矿区内分布较为广泛，岩石组合为含矽线二云片岩、 二云片岩、黑去斜长变粒岩、黑云变粒

4、岩夹大理岩透镜体。（3）新生界第四系（Q）在矿区内广泛分布，包括坡积物和冲洪积物。主要分布 在矿区北部、南部，坡积物由砂质粘土、亚粘土和砂砾石组 成，冲洪积物由粘质砂土与砂砾石互层。1.3工程地质条件盖县岩组片岩：岩性有云母片岩、矽线石云母片岩夹透 闪变粒岩。该层上部岩层在区内分布较广，层理不发育，岩 石质量等级分类属岩体中等完整。其抗压强度为55.1MPa, 3值为18.3。，岩体质量系数为4.7,岩体整体结构质量等 级为特好，岩石稳定性较好。但在断裂发育地段应注意采取 防护措施。大石桥岩组大理岩：主要为白云石大理岩、透闪 大理岩。其抗压强度52.2MPa, 3值为21.8。，岩体质量系 数

5、为12.5岩体整体质量等级为特好。该岩性段岩体稳定性 好，不会对开采活动造成不利影响。矿区工程地质勘探类型 属二类，块岩类，岩性以结晶变质岩为主，块状结构，岩体 稳定性较好，属于简单型。但对于局部构造发育地段，应做 重点调查，并做相应的安全保护措施。2塌陷坑治理方案2.1坍塌采空区现况及周边环境（图1和图2）杨树金矿采空区分别于2015年4月26日晚和2015年5 月2日发生了两次坍塌，依据现场工程测量成果，坍塌及地 面出现裂缝的区域面积约为2970m2。塌陷坑最大坍塌落距 约9m ,发生在塌陷坑的南侧。采空区的顶板距离地表35m 一 40m，现已塌陷的采空区是多年前采矿所留下的采空区的一 部

6、分，通往塌陷采空区的巷道分支已被封闭，从现存末坍塌 的巷道分支内可以观察到部分塌陷体也塌落至采空区底面。 受采矿时留下的矿柱影响，部分塌陷体末塌陷至采空区底面, 顶板、矿柱和底板之间还存在较大采空区空间，形成不完全 塌陷区。塌陷区塌落体现状示意如图3所示。2.2塌陷坑治理方案未完全塌陷区可能再次发生坍塌，因此采用充填的方法 以防止塌陷体继续塌落。未完全坍塌采空区的充填首先进行 钻孔充填碎（卵）石再进行注浆。（1）在未完全塌陷区上面布置填料注浆孔，孔距根据 采空区顶板与底板的距离确定，按采空区平均高度6m，不 考虑石子自由落体速度因素，碎（卵）石自然堆积坡度45 进行计算，钻孔水平间距为5m。（

7、2）采空区填充采用20mm 40mm碎（卵）石，填充 碎（卵）石时应注意保护孔壁安全，速度不应过快，防止填 充孔被卡死。采空区碎（卵）石填充率08（3）注浆管采用DN40铁管，管一端1m长度范围内打 孔，孔径10mm，孔间距20mm，制作成花管。（4）注浆浆体配合比，水泥：粉煤灰：水=1：1：1一 1.5水泥采用P?O42.5级普通硅酸盐水泥。注浆压力控制在0.7MPa 2MPa，注浆流量大于 20L/min时应适当添加早强剂。注浆压力会逐渐升高，当注浆压力达到1.5MPa左 右，保压持续10min后可终止注浆孔，首次注浆24h后应二 次补浆。未完全坍塌采空面积均较小，以采空区形成的自然边界 为界进行区内充填注浆。注浆过程中，应视察邻近巷道情况, 如有浆液从周边岩缝流入到巷道，应调整注浆压力、浆液配 比，根据现场实验添加早强剂或速凝剂，并进行不同时间分 阶段多次注浆。结语本文所用的浅层金矿采空区塌陷坑周边环境相对简单， 对于塌陷坑的治理本着低施工成本、施工工艺简单、能就地 取材的原则进行，塌陷坑的治理满足了塌陷区治理范围内不 再发生严重二次坍塌；恢复塌陷区范围内土地的使用功能的 要求。经过半年时间的观察，地表没有发生再次沉降，治理 方法有效。参考文献1山西省交通厅.调整公路采空区(孔洞)勘察设计与施 工治理手册M.北京：人民交通出版社，2005.2 JTG/TD31-03-