北部矿区采空区治理可行性报告

PAGExx省xx矿业有限公司北部矿区采空区治理可行性研究报告化工部xx设计研究院xx年xx月地址：xx省xx市xx区地址：xx省xx市xx区xx铺邮编：传真：电话：xx省xx矿业有限公司可行性研究报告工程代号：xx院长：主管副院长：总工程师：项目负责人：化工部xx设计研究院xx年xx月目录第一章总论11.1矿山概况11.2矿山开采沿革及现状21.3方案设计的主要基础资料及原则31.4采空区处理主要方案4第二章矿区地质62.1矿区地质62.1.1主要地层62.1.2主要地质构造72.1.3主要岩石力学特征82.2矿区地质特征92.2.1水文地质特征92.2.2环境地质条件112.2.3工程地质特征12第三章主要开采方案143.1概述143.2主要开采技术条件143.2.1工程地质条件143.2.2水文地质条件153.3主要采矿方案153.3.1开拓系统153.3.2采矿方案163.4采空区对目前采矿作业的影响16第四章采空区空间分布及周围环境情况174.1采空区分布概述174.2采空区分布特征及空间形态174.2.1空区分布特征174.2.2空区的分布形态和几何参数174.3采空区周围环境情况184.3.1采空区与地表、地物的影响关系184.3.2采空区与井下工程布置的空间分布关系18第五章采空区地质状况205.1主要采空区工程地质情况205.1.14#采空区205.1.25#采空区205.1.36#采空区205.2采空区水文地质条件21第六章采空区地压活动及稳定性分析226.1采空区群地压活动情况226.2采空区稳定性分析226.3地压事故的经验与教训23第七章采空区治理方案研究247.1治理的目的和原则247.2影响采空区围岩稳定性的主要因素247.3国内外主要治理方案267.3.1充填处理采空区267.3.2崩落围岩处理采空区277.3.3永久矿柱支撑空区297.3.4隔离与疏通空区297.4空区治理方案比较和选择307.4.1Ⅰ方案：大直径深孔崩落法处理采空区方案317.4.2Ⅱ方案：用充填的方法处理采空区方案32第八章采空区处理方案338.1采空区处理概述338.2处理前及处理过程中采空区安全监测手段338.3充填措施工程378.4充填措施工程施工的有关问题388.5主要充填施工工艺过程398.5.1充填材料398.5.2充填材料运输398.5.3充填工艺过程398.5.4充填措施工程防磨损408.6采空区封闭40第九章采空区治理劳动保护与安全419.1采空区治理地质灾害影响评价419.2采空区治理过程中主要危险、有害因素分析419.3重要的安全技术措施及对策419.4安全管理规定429.5安全生产责任制42HYPERLIINK\\l"__Toc113303391299"9.6可能会出出现的安全全隐患及其其预防对策策42HYPERLIINK\\l"__Toc113303391300"第十章工工程量及工工程直接费费用概算44总论1.1矿山概况况xx省xx矿业业有限公司司位于xxx市xx区xx镇境内内，距市区区28公里，距xx镇13公里，紧依依京广线铁铁路和xxx高速公路路的东侧，矿矿区距xxx镇15公里，有矿矿区公路与与106国道相连连，运矿铁铁路与京广广铁路xx站接轨，交通十十分便利。公公司原名xxx省xx矿，1958年建矿，1966年正式投投产。1995年，经过过现代企业业制度改革革后更名为为xx省xx矿业有有限公司（简简称xx矿）。2003年经过资资产划拨并并入xx省xx钢铁集集团有限公公司，系国国有独资有有限责任公公司。公司司目前在册册职工3200多人，其其中各类工程技技术人员800余人。交通通位置请参参见图1-1。图1-1xxxxx矿交通通位置图1.2矿山开采采沿革及现状状据史料记载，约约在公元999年，该矿矿区兴起了了胆水炼铜铜业，称岑岑水铜场。最最盛时约在在公元1023年，有工工匠十多人人，年产铜铜达百万斤斤。宋朝在在xx办有水水通鉴铸币币厂，用岑岑水铜场的的铜铸造铜铜钱。解放放以后，该该矿区资源源开发利用用始于1958年。限于于当时条件件，采用边边勘探，边边设计，边边建设的“三边”方针，资资源的勘探探程度较低低。起初，xx地区工业处为发展地方矿业，于1958年成立凡洞铅锌矿，在凡洞正式开采铅锌矿，到年底共采出铅锌矿近万吨。1958年十月，凡洞铅锌矿改名为xx铜铁铅锌矿。1959年7月，xx铜业分公司改名为xx铁矿。1960年，冶金部正式批准xx多金属矿的初步设计建设规模。1962-1966年矿山的基本建设停建，1966-1969年7月之间，矿山处于恢复筹建阶段。1971年6月，北采进行大爆破，标志铁矿建设开始，并于1975年建成投产。其生产系统，工艺流程设备配套基本满足生产的要求，至此，230万吨/年的铁矿规模业已建成。1976年到1983年始铁矿稳步发展生产阶段，自1983年底，拥有设计生产能力为：铁矿石230万吨/年，铜业分公司采选综合能力600吨/天，铜冶炼800－1000吨/年，铜电解能力800吨/年，综合利用硫酸铜能力1100吨/年，生产硫酸能力4000吨/年，氧化铁生产能力6000吨/年。近年来，根据xxx矿业有有限公司铜铜矿开采设设计，其井井下铜矿开开采设计方方案为：采采用分期建建设原则，前前期开采范范围为+5800~+7000米标高，后后期开采范范围为+4200~+5880米标高。设设计采用双双斜井开拓拓运输方案案，主斜井井在开采矿矿段中央，沿35线布置，采用单箕斗带平衡锤提升工艺，担负矿石提升任务。副盲斜井布置在开采矿段侧翼，采用单钩串车提升工艺，井口设在+650米水平，以平硐与地表连通。盲副斜井与各中段采用甩车道连接，担负废石、副产矿石、材料设备的提升任务。通风系统：在矿段北翼37线附近设计一斜井作为出风井，由+650米平硐口进风，采用单一对角抽出式通风方式。排水系统：采用集中排水，即在中部矿区+400米中段29线设中央水泵房和水仓，排入北部47线、+470米中段泵站，各中段水集中流入中央水仓。采用二段排至+576米平巷，流入尾矿库。由于xx矿区多多金属矿床床，由30多个矿体体组成。铜铜业分公司司根据矿体体的开采技技术条件采采用空场法法开采，具具体采矿方方案有：留留不规则矿矿柱的全面面采矿法，留留矿全面采采矿法，间间隔矿柱的的房柱采矿矿法，分段段矿房法，其其中：19~27线区区域主要采采矿方法为为全面采矿矿法；27~35线采采区主要采采矿方法为为分段矿房房法和房柱柱法；37~45线采采区主要采采矿方法为为全面法，房房柱法和分分段矿房法法；45~51线采采矿区域主主要采矿方方法为房柱柱法。由于从八十年代代初开始周周边民采进进入矿区滥滥采乱挖，为为了保护资资源，1997年公司决决定铜硫矿矿的开采转转为井下开开采。目前前为露天井井下联合开开采，露天天开采铁矿矿，井下开开采铜硫矿矿。井下分为南部、中中部和北部部矿区：0线以南为为南部矿区区，0～47线为中部部矿区，47线以北为为北部矿区区。经过多多年的开采采，处于露露采场下部的南南部、中部部矿区，其其主要矿体体已基本开开采结束；；随着露采采场开采台阶阶的下降，为了确保安全，井下南部、中部矿区现已停止作业。北部矿区位于露露采境界之之北东，矿矿区受民采采破坏较少少，目前处处在基建开开拓阶段。为为了使井下下开采能够够安全有序序、正常进进行，公司司逐年加大大投入对井井下该区段段原民采留留下的安全全隐患进行行整改，采采空区处理理就是其重重要项目之之一。1.3方案设计计的主要基基础资料及及原则本方案主要以下下列基础资资料和主要要法律法规规为依据进进行：=1\*GB3①中华人民共和国国国家《矿矿产资源法法》、《环环境保护法法》、《矿矿山安全生生产法》；；=2\*GB3②中华人民共和国国国家标准准GB166424--19966关于《金金属非金属属地下矿山山安全规程程》的有关关规定；=3\*GB3③中华人民共和国国国家标准准GB67722-22003《爆破安安全规程》；；=4\*GB3④矿山提供相关资资料和图纸纸a）xx省xx矿业业有限公司司铜硫矿床床地质勘探探报告b）xx省xx矿业业有限公司司矿区地质质地形图c）xx省xx矿业业有限公司司地质剖面面图d）xx省xx矿业业有限公司司露采井下下对照图e）xx省xx矿业业有限公司司北部矿区区各中段平平面图f）xx省xx矿业业有限公司司中部、北北部开拓系系统图在方案设计中我我们始终遵遵循如下原原则:虽然采空区群上上部＋5991m和地地表已停止止井下生产产，有关井井巷均已封封闭，局部部垮塌不会会造成地表表人员的伤伤害，但是是，采空区区+591mm以下附近近为北部矿矿区生产的的重要场所所，+530mm以下又有有井下至关关重要的排排水系统，采采空区的稳稳定直接关关系到北部部矿区的正正常生产和和作业人员员的人身安安全。本次治理的目的的在于通过过治理，达达到采空区区稳定，保保证1#主井及排排水系统正正常生产以以及作业人人员的生命命安全。遵照国家和行业业的有关方方针、政策策、规程、规规范和安全全生产的方方针，本次次的设计原原则如下：：（1）空区处理工程程量小、投投资省、见见效快；（2）尽量利用矿山山已有斜井井、平巷、供供水、压气气、和通风风等设施；；（3）精心设计、精精心施工、优优化设计方方案，使设设计方案安安全可靠，施施工方便；；在空区处处理施工过过程中，采采取必要的的安全技术术措施，保保证施工安安全。（4）以人为本、安安全可靠、技技术可行、经经济合理。（5）采取边处理边边监测的方方法，在处处理前以及及处理过程程中，同时时加强地压压监测，防防止出现空空区大面积积陷落和大规模的地压压活动。1.4采空区处处理主要方方案此次设计处理的的该采空区区群位于中中部和北部部矿区之间间的47～51线范围内内，面积达达25000m2，高度近近120mm，该采空空区群主要要是由早期期民采滥采采乱挖形成成的。设计计旨在全面面摸清设计计范围内各各中段采空空区分布情情况和空区区附近工程程地质及水水文地质情情况的基础础上，分析析其稳定性性，提出切切实可行的的治理方案案，根除这这一重大安安全隐患。设计采空区处理理方案是利利用目前井井下已经形形成的充填填设施，增增加一部分分充填措施施工程，对对采空区进进行充填。从591中段、447线掘进一一条充填井井通地表663铜采场，用用于转运废废石，充填填4#采空区。充填工程量233.03万万m3，其中4#空区17.59万m3充填措施工程：：14255m3/3222.3m工程投资：5007万元施工工期：4##采空区2个月，其其它空区12个月充填方案来解决决该矿山的的采空区问问题是比较较适合的，因因为目前该该矿山由于于民采已经经造成了一一些空区群群，这些空空区群对目目前该矿山山的开采留留下了极大大的安全隐隐患。只有有通过比较较有效的方方案对空区区进行处理理后，矿山山才能够继继续进行开开采。矿区地质2.1矿区地质质矿区位于xx西西坳陷区的的东侧，xxx盆地东东南缘，xxx山～贵贵东东西向向构造带与与北东向北北江断裂带带的复合处处。xx矿区地形属属南岭中高高山区的组组成部分，矿矿床处于两两条近南北北走向的山山脊之间的的小型向斜斜盆地中。山山岭是南北北走向，北北高南低，海海拔高度+3000~+10068.99米。东南方方山脊标高高为+650～+750mm，海拔高高度+300mm～+10688.9m，西西面xx山脊标标高+800～+10688m，盆地地底部标高高+620～+635。矿区内内地表水系系发育但规规模较小，主要水系有两条，即东侧的凡洞河和西侧的船肚河，凡洞河流量为11000m3/d，船肚河每天最大的流量为70000m3/d，最小流量为4000m3/d，两者均汇入北河。2.1.1主要要地层矿区内出露的主主要地层为为中泥盆统统东岗岑组组和中下泥泥盆统桂头头群。矿区区外露的地地层有：东东侧的上泥泥盆统天子子岭组和帽帽子峰组，西西侧的下侏侏罗统兰塘塘群，北侧侧的寒武系系浅变质岩岩。现将矿区内出露露的主要地地层简述如如下：⑴中下泥盆统桂头头群（D1-2gt）：可分为上下两个个亚群。上上亚群底部部为砾岩和和砂砾岩，上上部为粗砂砂岩、石英英砂岩及长长石英砂岩岩。上亚群群底部为砂砂砾岩，石石英砂岩，粉粉砂岩，上上部为绢云云母页岩与与粉砂岩互互层。桂头群呈角度不不整合覆盖盖与寒武系系之上，与与土复东岗岗岭组则呈呈连续过度度关系。地地层总厚度度13000m。⑵中泥盆统东岗岭岭组（D2d）：中泥盆统东岗岭岭组为本区区的主要含含矿层位，可可分为上下下两个亚组组：下亚组组（D2da）为一套套钱海沉积积的泥质灰灰岩、白云云岩、钙质质页岩、粉粉砂岩、热热液沉积岩岩，含铜铅铅锌多金属属矿层。厚厚度120～160mm。上亚组（D2ddb）：以中中酸性火山山碎屑为主主，夹粉砂砂质页岩、泥泥岩、含黄黄铁矿层和和菱铁矿层层。厚度60～100mm。本次采空区处理理方案设计计中，47-551E采空区所所穿过的地地层从上到到下分别为为：⑴第四系（Q）主要为沉积类型型的残坡积积层、冲洪洪积层和人人工堆积层层，厚度10-200m，分布布在650以上。残残坡积层、冲冲洪积层主主要为块石石、亚粘土土，人工堆堆积层主要要为采场剥剥离弃土。此此层松软，结结构较差，稳稳定性不好好。⑵中泥盆统东岗岭岭组上亚组组（D2db）以中酸性火山碎碎屑沉积为为主，下部部泥质粉砂砂岩、页岩岩与沉凝灰灰岩互层，夹夹菱铁矿、黄黄铁矿层；；中部为中中酸性英安安质沉凝灰灰岩、沉火火山角砾岩岩，夹粉砂砂质页岩、透透镜状灰岩岩、含石膏膏粉砂岩，夹夹铜矿层。但但此位置极极少铜矿层层；上部为为泥砂质页页岩、粉砂砂岩夹沉凝凝灰岩，含含菱铁矿。厚厚度50mm，分布在623以上。此此层岩石松松软，遇水水膨胀性大大，极不稳稳固。⑶中泥盆统东岗岭岭组下亚组组（D2da）为浅海相碳酸盐盐岩沉积，下下部为深灰灰、灰色薄薄层状粉砂砂岩、页岩岩夹白云质质粉砂岩、白白云岩、泥泥灰岩，铜铜硫矿层多多含于此；；上部为灰灰、浅灰色色中厚层状状泥炭质灰灰岩、泥灰灰岩、钙质质页岩。由由于接触变变质作用及及强烈的围围岩蚀变，原原岩岩性多多已不明显显。厚度120～250m，与下伏伏桂头群间间呈整合接接触，分布布在4700m以上。此此层上部岩岩石整体性性较好、稳稳固，中部部铜硫矿层层多为硫铁铁矿型，松松散，稳定定性差；下下部岩层风风化变质严严重，结构构较差。2.1.2主主要地质构构造矿区内主要发育育有两组构构造带，即即北北西向向和北东东东向。北北北西向构造造带包括褶褶皱和断裂裂。xx向斜位位于矿区中中部，轴向向北北西，延延长约2公里。向南南北两端渐渐趋开阔而而过度为单单斜构造。向向斜轴部由由东岗岭组组地层组成成，东翼较较陡（60°～70°）；西翼翼较缓（40°～50°）。本区区主要铜硫硫矿体即赋赋存在此向向斜之槽部部。北北西西向断裂十十分发育，主主要的Faa1和Fa3断裂，属属成矿前的的控矿构造造。北北东向主要表表现为成矿矿后的断裂裂构造，即即Fc组断裂，它它们破坏了了矿体的完完整性。⑴褶皱矿区为一向斜构构造，位于于xx与方山山之间，轴轴向北北西西，两翼由由两列近南南北的断裂裂所夹持，向向斜向南翘翘起，向北北倾伏。⑵断层矿区断裂构造比比较发育，有有北北西向向（Fa），北北北东向（Fb）及北东东东向（Fc）三组断断裂。其中中北北西向向断裂在成成矿前形成成，为控矿矿构造。北北东东向断断裂为成矿矿后压扭性性断裂，切切断了北北北西向断裂裂及矿体。⑶节理矿区主要发育有有三组剪性性节理，第第一组节理理走向近南南北，与褶褶皱轴大致致平行；第第二组走向向北东东，发发育与xxx流纹斑岩岩及花岗闪闪长斑岩体体中；第三三组走向北北西西，也也发育与xxx流纹斑斑岩及花岗岗闪长斑岩岩中。影响空区的主要要地质构造造有：⑴方山-凡长岭逆断层（Fa2）位于采空区东侧侧，走向北北西340°～350°，倾向西西，倾角50°～85°，破碎带带宽1-8m。该该断层早期期为逆断层层、后期呈呈正断层。此此范围内的的铜硫铅锌锌矿体沿断断层分布。⑵xx横断层（FFc1）展布于矿区277～47线之间，走走向北东60°。断层横横贯矿区中中部，切断断所有岩层层及矿体。倾倾向北北西西或南南东东，倾角65°～85°，破碎带带宽度1-2m，断断层扭性为为主，垂直直位移较显显著，水平平位移30－50m，北北盘向西移移动。此断断层处在47-551E采空区南南部，将其其与其它矿矿体分开。2.1.3主主要岩石力力学特征⑴岩体稳定性的地地质背景矿区出露地表从从老到新有有寒武系（t）、泥盆盆系中下统统柱头群（D1-2gt）、泥盆盆系中统东东岗岭组（D2d）、泥盆盆系上统天天子岭组（D3t）、帽子子峰组（Dam）、侏罗罗系下统蓝蓝塘群（J1In）、第第四纪沉积积物（Q）其中泥泥盆系中统统东岗岭组组泥质灰岩岩及生物碎碎屑灰岩为为主要含矿矿层。主要火成岩为流流纹斑岩和和花岗闪长长斑岩，并并少见辉绿绿矿、粗玄玄武岩等岩岩脉。矿区围岩普遍遭遭受强烈的的蚀变，主主要有硅化化、钾长石石化、绢云云母化、绿绿泥石化、矽矽卡岩化、角角岩化等。⑵矿岩主要物理力力学性质①矿石比重矿区内各类硫化化矿石的比比重与含硫硫量的多少少密切相关关（见表2-1）。表2-1各类矿矿石比重表表不同含硫量矿石石的比重（g/㎝3）5～10%15～20%20～25%25～30%30～35%35～40%40～45%3.003.103.303.503.704.103.003.093.343.604.064.164.35②矿石自然湿度：：含水2.31–5.44﹪,平均3.68﹪。③矿石松散系数：：1.47–1.94，平均1.76。④矿岩自然安息角角：硫化矿石自然安安息角40°；灰岩自自然安息角角39°。⑤矿岩力学性质：：（见表2-2）表2-2各类矿岩岩的力学性性质表矿岩名称抗压强度（MPPa）抗剪强度（MPPa）普氏系数（f）致密块状黄铁矿矿171.525.0-10..8917.5致密块状磁黄铁铁矿107.48--117..8813.44-118.34411.0-122.0浸染状黄铁矿84.5119-1533.08.5浸染状磁黄铁矿矿123.4718.638.5浸染状铅锌矿136.084-124..013.6石灰岩106.410.710.6硅化灰岩166.526.016.6硅化石英砂岩220.428.022.0砂岩103.110.3页岩33-13877.00.14-3..3流纹斑岩116.0-1154.88306.0-4439.0011.6-155.52.2矿区地质质特征2.2.1水文文地质特征征矿床位于近南北北走向的xxx与方山山山脊之间间的小型向向斜盆地中中，东面方方山山脊标标高为6550～750mm,西面xx山脊标标高为800～10688m,盆地底部部标高为620～635mm,盆地汇水水面积约55km2，矿区地地形有利于于地表水和和地下水的的排泄。矿区地表溪流较较多，东侧侧的凡洞河河发源于xxx，南部部发源于麻麻溪坳的几几条溪流往往南流向凉凉桥后与凡凡洞河汇合合，流入翁翁江。西侧侧的船肚河河，向西北北流入北江江。各溪流流流经矿区区地段均为为透水性弱弱的地层，入入渗条件差差，对矿坑坑充水影响响不大。矿区气候为亚热热带气候，年年降雨量大大，且年降降雨量比较较均匀。1978—1986年平均降降雨量为22083..6mm,年最大降降雨量为22470..5mmm（1980），年最最小降雨量量为16577.4mmm（1986），日最最大降雨量量210..9mmm（1980年5月8日），小时时最大降雨雨量53..2mmm（1980年5月8日），年内内除11月、12月和1月份降雨雨量稍小时时，其他各各月降雨量量一般都在在100～200mmm以上。矿区是一个地形形与构造相相一致的小小型向斜盆盆地。向斜斜轴部为泥泥盆系中统统东岗岭上上亚组沉凝凝灰岩、粘粘土岩和下下亚组灰岩岩、蚀变岩岩。东翼以以断层Fa2与泥盆系系中下统桂桂头群石英英岩相接触触，西翼以以断层Fa3与流纹斑斑岩（英安安斑岩）、花花岗闪长斑斑岩相接。向向斜向南翅翅起，渐逐逐消失，并并被徐屋火火成岩体和和桂头群石石英砂岩所所封闭。向向斜向北倾倾伏，北端端折向北东东，逐渐成成窄口，被被Fa3断层切断断，形成一一个以地表表分水岭为为界的近水水封闭的小小型储水盆盆地。⑴含水层xx矿区主要含含水层为：：①第四系残坡洪积积空隙含水水层。分布布于较为平平缓的山坡坡和盆地的的低洼处，厚厚度2～20m,水量小且且受降雨控控制。②泥盆系中下统桂桂头群石英英砂岩弱富富水风化裂裂隙含水带带。分布与与xx向斜东东翼，为矿矿体的底板板，浅部风风化强烈，风风化带厚度度30～60m,含水带透透水性弱，泉泉水流量为为0.0554～0.45441L/ss,51线CK1224揭露该层层于65mm处的涌水水量0.2251L//s（受Fa2断层影响响所致）。深深部岩石致致密坚硬，简简易水文钻钻孔全见返返水。③泥盆系中统东岗岗岭下亚组组灰岩弱富富水风化裂裂隙含水带带。东岗岭岭下亚组灰灰岩为矿体体直接围岩岩，分布于于向斜轴部部，其上大大部分被上上亚组粘土土岩覆盖。轴轴部厚度140～230mm,两翼70～100mm,由于含泥泥质、硅质质较高，加加上蚀变作作用的影响响，无论是是地表还是是深部都不不见或少见见溶蚀现象象，岩石抗抗风化能力力较强，风风化裂隙不不发育。④火成岩（流纹岩岩、花岗斑斑岩）弱富富水风化裂裂隙含水带带。流纹斑斑岩和花岗岗闪长斑岩岩是矿体的的直接（部部分间接）底底板，岩体体浅部风化化裂隙发育育，风化带带深度5—150mm,一般为50—60m,其风化裂裂隙含水带带透水性弱弱，富水性性小。但在在构造断裂裂发育地段段，透水性性较强。⑵主要隔水层矿区主要隔水层层有：①泥盆系中统东岗岗岭上亚组组沉凝灰岩岩、粘土岩岩隔水层。该该层分布于于向斜的轴轴部，为矿矿体的直接接顶板。厚厚度20～150mm,一般为60～80m。该该层成岩作作用差，风风化强烈，风风化后呈土土状，具有有塑性和硬硬塑性，属属良好的隔隔水层。②非风化带隔水层层。前述桂桂头群石英英砂岩、东东岗岭下亚亚组灰岩、火火成岩，在在东风化带带以下岩石石致密坚硬硬，岩石完完整，归属属隔水岩层层。⑶裂隙构造和老窿窿的含水性性矿区主要断裂有有北北西向向Fa组断裂和和北东东向向Fc组断裂。Fa组断裂的的透水性一一般较强，Fc组断裂属属剪切性质质，有断层层泥充填，透透水性弱。矿区内老窿星罗罗棋布，但但所在层位位多为东岗岗岭上亚组组的不含水水层。多数数窿内不积积水，且老老窿多位于于地形高处处，年久倒倒塌，窿口口封闭，无无水源补给给，对矿坑坑充水一般般无影响。因此，矿区是一一近于封闭闭的含水弱弱的储水构构造，与区区域地下水水无水力关关系。矿体体赋存标高高一般都在在当地侵蚀蚀基准面以以上，矿区区地下水以以垂向补给给为主，含含水层主要要为基岩风风化带裂隙隙含水层，其其透水性弱弱，富水性性小，断裂裂构造发育育地段岩石石较破碎，裂裂隙较发育育，透水性性较强，有有利于大气气降雨和第第四系孔隙隙水的补给给。区内地地表溪流流流经地段，多多为东岗岭岭上亚组隔隔水层，局局部地段为为灰岩，但但透水性弱弱，渗入条条件差，与与地下水水水力联系不不密切。矿矿区水文地地质条件属属于简单类类型。采空区地段的主主要水文地地质条件为为：采空区对应的地地表为粤北北南岭低山山区，山高高坡陡，地地表西高东东低，西面面为铜采场场临时边坡坡，东面为为槽对坑尾尾矿库，西西面地表水水一部分经经采场排水水沟汇入铜铜采场坑底底667水沟，集集中流入槽槽对坑尾矿矿库，另一一部分经采采场边坡的的空区裂缝缝渗入到井井下。由于受地下开采采活动的影影响，中部部矿区塌陷陷，边坡变变形开裂，使使地表水渗渗入加大，地地表水经中中部空区和和巷道，流流入本采空空区。尤其其是雨季地地下水的径径流和渗透透，加大了了采空区垮垮塌的危险险性。本空区地下水排排水条件较较好，所有有地下水均均流入470水仓排出出，没有造造成空区积积水。2.2.2环环境地质条条件矿区气候为亚热热带气候，全全年温暖多多雨，年平平均气温220.2℃，夏季最最高气温333.8℃℃，冬季最低低气温-112℃。年平均均降雨量22206..7mm，年年蒸发量为为14677.7mmm。有暴雨雨时，小时时最大降雨雨量达388mm/h。矿区除11月、12月和1月份降雨雨量稍小外外，其余月月份月均降降雨都在100~~200mmm以上。矿矿区春天阴阴湿多雾，夏夏秋凉爽，冬冬季有短期期冰冻。区区内常年主主导风向为为北风。矿区地表内水系系发育，但但规模较小小。主要水水系有两条条，即东侧侧的凡洞河河和西侧的的船肚河，凡凡洞河流量量为110000m33/24h，船肚河河每天最大大流量为7700000m3/24h，最小流流量为40000m33/24h，两者均均流入北江江。矿区地地方经济以以农林业为为主，人口口稀少，周周围主要村村镇有xxx镇及凡洞洞村。北部矿区47--51E采空区对对应地表x:188280--184660，y:47712500-4711400之间的铜铜采闭坑采采场之内。此此范围东边边100mm为东线公公路，南部部200mm以外为2#副井和铜铜选厂，西西面为铜采采临时边坡坡，北面为为自然山地地。其中47-449线铜采闭闭坑采场允允许陷落，但但陷落过大大对东线公公路和铜采采场临时边边坡有一定定的影响。2.2.3工程程地质特征征采空区处理中，各各个采空区区的主要工工程地质特特征为：⑴4#采空区4#采空区原为厚大大的高硫高高铜矿体，整整个采空区区最大长1130m，空区方方向南北，最最大宽700m，高80mm，，采场场倾角80°～90°。采空区区顶板铜矿矿基本采完完，估计已已到断层位位置。底板板为高硫矿矿，大部分分没有开采采。空区顶板岩层为为D2da，多为灰灰岩，走向向162°，倾角72°～82°，岩石解解理、裂隙隙不发育，f系数10-112，稳定性性好。空区底板为硫矿矿层，走向向162°，倾向72°，倾角20°～45°，硫矿石石本身为粉粉状，细颗颗粒状结构构，f系数6-8，不够稳稳固。空区北部岩层为为D2da，较为稳稳定，南部部为硫矿层层，稳定性性较差，矿矿岩性质同同上。⑵5#采空区5#空区原为层状铜铜硫矿体，空空区长655m，走向340°，倾向60°，倾角76°～86°，宽20mm，高15mm。此采空空区为民采采空区，只只是回采了了矿体中的的高品位铜铜矿石。空区顶板岩层为为D2da，走向150°～160°，倾向60°～70°，倾角0°，f系数8-10，围岩蚀蚀变严重，含含绿泥石、绢绢云母，节节理十分发发育，不稳稳固。空区底板为铜硫硫矿石，每每层2-4m，互互相交替，其其中铜矿石石f系数8-10，稳定性性较好。走走向150°～160°、倾向60°～70、倾角15°～20°。硫矿石石产状与铜铜矿相同，矿矿石呈松软软粉状、颗颗粒状结构构，f系数6-8，不稳固固。⑶6#采空区6#空区原为层状高高铜矿体，采采区长655m、走向340°、倾向60°、倾角70°。空区宽宽度30mm，高度166.5m。采空区顶板为低低硫矿，走走向155°、倾向65、倾角33°、矿石为为粗粒状结结构，f系数8-10，较为稳稳固。采场底板为高品品位硫矿石石，走向155°、倾向65°、倾角33°，矿石为为粉状，颗颗粒状结构构，f系数6-8，不够稳稳固。第三章主要开开采方案3.1概述xx矿产资源丰丰富，按地地质条件和和矿床产出出的空间位位置，可分分为上部风风化淋滤型型铁矿床，中中部火山沉沉积—热液改造造层状菱铁铁矿床，下下部火山沉沉积—热液改造造层状铜铅铅锌多金属属矿床和西西部斑岩型型钼矿床。风化淋滤型褐铁铁矿矿床，探探明储量1亿吨。经经过三十多年的的开采，剩剩余储量尚尚可开采10-113年。层状状菱矿床，探探明储量500万吨，因因品位太低低（平均含含Fe228%）工业上上尚难以利利用。层状状铜铅锌多多金属矿床床，规模大大品位中等等，经济价价值高。矿矿石类型有有黄铁矿石石，磁铁矿矿型铜矿石石，黄铁矿矿石，磁黄黄铁矿石和和铅锌矿石石。3.2主要开开采技术条条件3.2.1工工程地质条条件铜铅锌多金属矿矿床赋存在在东岗岭下下亚组地层层中，北起起69线，南至34线，长达达31000m,平均宽4000m，矿矿化面积1.24㎞2。矿体由由大小33个矿体组组成，其中中1号矿体规规模最大，其其它为2号、14号和16号矿体，其其余皆为零零星小型矿矿体。矿体的形态产状状明显受xxx背斜构构造的控制制轴部厚大大，两翼教教薄。矿体体一般呈层层状、似层层状随岩层层褶皱起伏伏，矿体走走向北北西西，倾向北北东或东，倾倾角平缓多多为25°左右。地地下含硫矿矿体，但品品位不高，矿矿区主要断断裂有北北北西向Fa组断裂和和北东东向向Fc组断裂。Fa组断裂的的透水性一一般教强，Fc组断裂属属剪切性质质，有断层层泥充填，透透水性弱；；矿石自然然湿度：含含水2.311~5.444%，平均：3.688%。矿石的的松散系数数：1.477~1.994，平均1.76。矿岩的的安息角：：硫化矿石石自然安息息角40度；灰岩岩自然安息息角39度，开采采区域主要要岩体普氏氏系数f均在10以上，最最高达到22，矿岩均均属稳固和和极稳固，具具有良好的的开采技术术条件，地地表有露天天铁矿，故故地表不允允许崩落。3.2.2水水文地质条条件矿床位于近南北北走向的xxx与方山山山脊之间间的小型向向斜盆地中中，东面方方山山脊标标高为650—750mm,西面xx山脊标标高为800—10688m,盆地底部部标高为620—635mm,盆地汇水水面积约5㎞2，矿区地地形有利于于地表水和和地下水的的排泄。矿区地表溪流较较多，东侧侧的凡洞河河发源于xxx，南部部发源于麻麻溪坳的几几条溪流往往南流向凉凉桥后与凡凡洞河汇合合，流入翁翁江。西侧侧的船肚河河，向西北北流入北江江。各溪流流流经矿区区地段均为为透水性弱弱的地层，入入渗条件差差，对矿坑坑充水影响响不大。矿区内老窿星罗罗棋布，但但所在层位位多为东岗岗岭上亚组组的不含水水层。多数数窿内不积积水，且老老窿多位于于地形[高处，年年久倒塌，窿窿口封闭，无无水源补给给，对矿坑坑充水一般般无影响。因此，矿区是一一近于封闭闭的含水弱弱的储水构构造，与区区域地下水水无水力关关系。矿体体赋存标高高一般都在在当地侵蚀蚀基准面以以上，矿区区地下水以以垂向补给给为主，含含水层主要要为基岩风风化带裂隙隙含水层，其其透水性弱弱，富水性性小，断裂裂构造发育育地段岩石石较破碎，裂裂隙较发育育，透水性性较强，有有利于大气气降雨和第第四系孔隙隙水的补给给。区内地地表溪流流流经地段，多多为东岗岭岭上亚组隔隔水层，局局部地段为为灰岩，但但透水性弱弱，渗入条条件差，与与地下水水水力联系不不密切。矿矿区水文地地质条件属属于简单类类型。3.3主要采矿矿方案3.3.1开拓拓系统为了开发地下矿矿床，从地地表下地下下掘进一系系列井巷通通达矿体，便便于人员出出入以及把把采矿机械械设备、器器材等送往往各采区工工作面；同同时把采出出的矿石由由井下运往往地表，使使地表与矿矿床之间形形成一条完完整的运输输、提升、通通风、排水水、动力供供应等生产产服务井巷巷，这些井井巷工程的的建立称矿矿床开拓。为为开拓矿床床而掘进的的井巷称为为开拓井巷巷，其在平平面以及空空间上的布布置系统就就构成了该该矿床的开开拓系统。根根据开拓井井巷在矿床床中所起到到的作用，又又可分为主主要开拓井井巷和辅助助开拓井巷巷。凡属主主要运输矿矿石的井巷巷，无论其其地表有无无出口，均均为主要开开拓巷道；；采矿时起起到辅助作作用的井巷巷就为辅助助井巷。考虑到xx矿体体赋存条件件和现在阶阶段开采的的特点，设设计采用盲盲斜井+平硐联合合开拓。3.3.2采矿矿方案由于xx矿区多多金属矿床床，由30多个矿体体组成。铜铜业分公司司根据矿体体的开采技技术条件采采用空场法法开采，具具体采矿方方案有：留留不规则矿矿柱的全面面采矿法，留留矿全面采采矿法，间间隔矿柱的的房柱采矿法，分分段矿房法法。19～277线区域主主要采矿方方法为全面面采矿法；；27～355线采区主主要采矿方方法为分段段矿房法和和房柱法；；37～455线采区主主要采矿方方法为全面面法，房柱柱法和分段段矿房法；；45～511线采矿区区域主要采采矿方法为为房柱法。3.4采空区对对目前采矿矿作业的影影响目前处在空区附附近的重要要工程有：：（1）591中段：空空区以西990m、以以北1500m的北部部运输主巷巷。（2）548中段：空空区以西440m的中中段石门和和运输主巷巷。（3）530中段：空空区矿柱中中间的中段段车场。空区西面5-10mm的中段运运输主巷。（4）515中段：空空区北面115m的中中段车场和和运输主巷巷。（5）通过空区中间的的间柱和空空区底部的的1#主井。（6）在空区间柱之中中的排水系系统管道井井。（7）空区底部4700中段47-4472布置的470排水泵站站。1#主井、515、530中段车场场和主巷为为北部生产产的主动脉脉，排水系系统的正常常运转为北北部安全生生产的首要要条件。如如果空区出出现垮落，将将会直接导导致北部矿矿区停产。第四章采空区区空间分布布及周围环环境情况4.1采空区区分布概述述采空区群位于中中部和北部部矿区之间间的47～51线范围内内，面积达达2500㎡，高度度近1200m，该采采空区群主主要是由早早期民采滥滥采乱挖形形成的。4.2采空区区分布特征征及空间形形态4.2.1空空区分布特特征北部矿区47～～51线东采空空区群位于于x:188300--185000、y:47712500-4711400、z:5000-6669.5之间，长50-130m、宽15-70m，各中中段采空区区面积300--25000㎡不等；；体积最大大为近18万m3,空区以530--610大空区为为轴心，周周围分布有有大小不等等的小空区区。其中530--610大空区(4#)为直立的的倒锥形空空区，大空空区北侧530--560紧连着两两个长方体体形状的空空区(5#和6#)。此三个个空区有一一个失稳，都都会使其中中间矿柱破破坏，造成成其它两个个空区的连连锁反应，使使整个空区区群塌陷。4.2.2空区区的分布形形态和几何何参数目前已经形成的的主要采空空区群主要要空区如表表4-1所示。表4-1主要采采空区几何何参数及空空间分布空区编号中段位置几何参数与相邻空区的距距离间距（m）长m宽m高m面积(㎡)体积(m3)东南西北顶柱底柱1650473016154503500×3085×014263070151512295532×2710×14103630-617747-49403010910606625158××4061747-49原有民采空区在在开采过程程中由松渣渣填满4530-610047-4926532801950175900××90121055548492-5364201576861441015×10×66530-548826530175517148×1410×××7470-51003020204806400×80×307×8515472-494020104503000×××106595004722616320224063075××10500471612121921600×××205911500473015104202800×20×3010×合计230330m3注：表中所列几几何参数长长、宽、高高均为最大大值,局部为近近似观测值值。4.3采空区周周围环境情情况4.3.1采空空区与地表表、地物的的影响关系系北部矿区47--51E采空区对对应地表x:188280--184660，y:47712500-4711400之间的铜铜采闭坑采采场之内。此此范围东边边100mm为东线公公路，南部部200mm以外为2#副井和铜铜选厂，西西面为铜采采临时边坡坡，北面为为自然山地地。其中47-449线铜采闭闭坑采场允允许陷落，但但陷落过大大对东线公公路和铜采采场临时边边坡有一定定的影响。4.3.2采空空区与井下下工程布置置的空间分分布关系2004年111月，中部部矿区后期期坑673和663斜井采掘掘作业全部部停止，井井口已经封封闭，也就就是说采空空区附近47线以南、591以上均已已停止作业业。目前处处在空区附附近的重要要工程有：：1、591中段：空空区以西990m、以以北1500m的北部部运输主巷巷。2、548中段：空空区以西440m的中中段石门和和运输主巷巷。3、530中段：空空区矿柱中中间的中段段车场。空区西面5-10mm的中段运运输主巷。4、515中段：空空区北面115m的中中段车场和和运输主巷巷。5、通过空区中间间的间柱和和空区底部部的1#主井。6、在空区间柱之之中的排水水系统管道道井。7、空区底部4770中段47-4472布置的470排水泵站站。1#主井、515、530中段车场场和主巷为为北部生产产的主动脉脉，排水系系统的正常常运转为北北部安全生生产的首要要条件。如如果空区出出现垮落，将将会直接导导致北部矿矿区停产。第五章采空区区地质状况况5.1主要采采空区工程程地质情况况5.1.14#采空区4#采空区原为厚大大的高硫高高铜矿体，整整个采空区区最大长1130m，空区区方向南北北，最大宽宽70m，高80mm，，采场场倾角80°—90°。采空区区顶板铜矿矿基本采完完，估计已已到断层位位置。底板板为高硫矿矿，大部分分没有开采采。空区顶板岩层为为D2da，多为灰灰岩，走向向162°，倾角72°—82°，岩石解解理、裂隙隙不发育，f系数10-112，稳定性性好。空区底板为硫矿矿层，走向向162°，倾向72°，倾角20°—45°，硫矿石石本身为粉粉状，细颗颗粒状结构构，f系数6-8，不够稳稳固。空区北部岩层为为D2da，较为稳稳定，南部部为硫矿层层，稳定性性较差。5.1.25#采空区5#空区原为层状铜铜硫矿体，空空区长655m，走向340°，倾向60°，倾角76°—86°，宽20mm，高15mm。此采空空区为民采采空区，只只是回采了了矿体中的的高品位铜铜矿石。空区顶板岩层为为D2da，走向150°—160°，倾向60°—70°，倾角0°，f系数8-10，围岩蚀蚀变严重，含含绿泥石、绢绢云母，节节理十分发发育，不稳稳固。空区底板为铜硫硫矿石，每每层2-4m，互互相交替，其其中铜矿石石f系数8-10，稳定性性较好。走走向150°—160°、倾向60°—70、倾角15°—20°。硫矿石石产状与铜铜矿相同，矿矿石呈松软软粉状、颗颗粒状结构构，f系数6-8，不稳固固。5.1.36#采空区6#空区原为层状高高铜矿体，采采区长655m、走向340°、倾向60°、倾角70°。空区宽宽度30mm，高度166.5m。采空区顶板为低低硫矿，走走向155°、倾向65、倾角33°、矿石为为粗粒状结结构，f系数8-10，较为稳固固。采场底板为高品品位硫矿石石，走向155°、倾向65°、倾角33°，矿石为为粉状，颗颗粒状结构构，f系数6-8，不够稳稳固。5.2采空区区水文地质质条件采空区对应的地地表为粤北北南岭低山山区，山高高坡陡，地地表西高东东低，西面面为铜采场场临时边坡坡，东面为为槽对坑尾尾矿库，西西面地表水水一部分经经采场排水水沟汇入铜铜采场坑底底667水沟，集集中流入槽槽对坑尾矿矿库，另一一部分经采采场边坡的的空区裂缝缝渗入到井井下。由于受地下开采采活动的影影响，中部部矿区塌陷陷，边坡变变形开裂，使使地表水渗渗入加大，地地表水经中中部空区和和巷道，流流入本采空空区。尤其其是雨季地地下水的径径流和渗透透，加大了了采空区垮垮塌的危险险性。本空区地下水排排水条件较较好，所有有地下水均均流入470水仓排出出，没有造造成空区积积水。第六章采空区区地压活动动及稳定性性分析6.1采空区群群地压活动动情况该采空区在开采采过程和停停产期间基基本处于稳稳定状态，一一直没作任任何处理。几年来，局局部出现过过下列几次次不稳定状状况：⑴591中段巷道道穿过4#采空区西西侧时，空空区底板硫硫层垮塌，巷巷道冒顶。⑵548中段5##采空区停停止作业后后，受相邻邻采区爆破破震动的影影响，出现现较大面积积冒顶。⑶530中段6##采空区闭闭采后，底底板片帮滑滑落，堵死死主巷，后后来主巷因此此改道。6.2采空区稳稳定性分析析根据采空区分布布情况和对对现场地质质情况的调调查分析，47—51线采空区区群失稳有有下列几种种可能性。⑴采空区上盘和南南部端帮沿沿Fa2和Fc1断层整体体滑落。采空区铜硫矿体体受上述两两个断层控控制，矿体体沿断层分分布。断层层破碎带里里的充填物物受地下水水的侵蚀，其其胶结附着着能力减小小，形成最最薄弱的自自然滑落面面。⑵4#采空区顶柱垮塌塌在4#空区顶板与6330中段之间间，有一条条民窿，民民采空区在在617中段，回回采过大量量矿石，后后在开采过过程中填满满，位置和和形态没有有图纸资料料，这些空空区破坏4#采空区顶顶板的整体体性，空区区顶板极有有可能因此此失压垮落落。⑶4#、5#、6#采空区之之间矿柱破破坏在530中段，44#采区、5#采区、6#采区，并并列出现在在47—53线范围之之内，其矿矿柱厚度最最小的只有有5—6m，且矿矿柱为含硫硫较多的矿矿石，其整整体稳定性性差。2005年初在530车场主巷曾出出现过一次次垮方，原原主巷不得得已改道，此此范围的矿矿柱是整个个采空区群群最薄弱的的位置，一一旦出现垮垮落，将会会使地压重重新分布，造造成其他矿矿柱破坏，整整个采空区区出现大面面积塌方。⑷4#采场底板滑落4#采空区面积大，底底板为高硫硫矿石，稳稳定性差，且且空区底板板坡度在80°以上，一一旦受外界界破坏震动动等因素影影响，极有有可能出现现大面积滑滑落。以上几种破坏形形式，其最最大可能发发生、危害害最大的是是4#、5#、6#采场间距距的破坏，造造成的采空空区大面积积塌方。如如果出现这这种情况，将将会直接破破坏530车场、530主巷、1#主井，以以及排水系系统设施，致致使北部矿矿区停产。6.3地压事故故的经验与与教训铜矿井下开采以以来，曾出现过几几起塌方事事故，其主主要原因有有；采场过大，矿柱柱过小；上下采场矿柱位位置不对应应，上采场场矿柱悬吊吊于下采场场之上，起起不到作用用；采场采掉了情况况不明的民民采空区的的矿柱；顶板预留厚度不不合理；采场顶板与D22db层之间的的保护层过过小，顶板板承受不了了D2db层吸水澎澎涨的压力力；露采最低台阶离离井下采场场太近，地地面大爆破破震动的影影响；井下空区处理不不及时，充充填欠账；；虽然几次塌方事事故的出现现给井下生生产造成了了一定的损损失，但幸幸运的是，几几次塌方都都没有造成成人员伤害害，其经验验也是值得得总结的；；大塌方之前必然然有一定的的预兆，观观察愈仔细细发现就会会愈早；小的冒顶和塌方方要引起足足够重视，及及早采取相相应的防患患措施，可可将事故的的损失降低低到最小；；不能及时充填的的采空区要要尽早封闭闭，这样，可可减少塌方方产生的冲冲击波对矿矿井的破坏坏和人员的的伤害；先进的地压监测测设备可以以帮助人们们及时预测测塌方事故故。第七章采空区区治理方案案研究7.1治理的目目的和原则则虽然采空区群上上部591和地表已已停止井下下生产，有有关井巷均均已封闭，局局部垮塌不不会造成地地表人员的的伤害，但但是，采空空区591以下附近近为北部矿矿区生产的的重要场所所，530以下又有有井下至关关重要的排排水系统，采采空区的稳稳定直接关关系到北部部矿区的正正常生产和和作业人员员的人身安安全。本次治理的目的的在于通过过治理，达达到采空区区稳定，保保证1#主井及排排水系统正正常生产以以及作业人人员的生命命安全。治理原则是：以以人为本、安安全可靠、技技术可行、经经济合理。7.2影响采空空区围岩稳稳定性的主主要因素采空区的形成使使其周围一一定范围的的岩体应力力重新分布布，导致岩岩石变形、破破坏和移动动。如果垮垮落的岩石石量不能使使空区消除除，在新的的空区边界界又会发生生再一次循循环变形、位位移和破坏坏。由采空空区引起的的岩体移动动和破坏形形式、范围围和时间受受一系列因因素的制约约，有的仅仅对井下生生产发生影影响，有的的则波及到到地表，出出现地表开开裂、下沉沉和塌陷，在在一定地形形条件下，可可能发生山山崩、滑坡坡、滚石、泥泥石流等现现象。岩体失稳及移动动主要取决决于岩石性性质、岩层层组合结构构、地质构构造、开采采深度、矿矿体倾角、采采矿方法、矿矿柱及回收收状况、空空区形态、规规模、空区区存在时间间和处理方方法、水文文地质条件件、地表地地形等因素素。在不同同的因素影影响下，岩岩体移动显显现不同特特征，影响响程度也不不相同。岩石性质，特别别是物理力力学性质是是影响空区区稳定性和和岩石移动过程程的主要因因素之一。岩岩石性质的的特殊性和和复杂性是是岩体移动动问题复杂杂化的主要要原因。岩体中各种构造造（断层、节节理、裂隙隙、层面、破破碎带）所所形成的弱弱面使岩体体强度降低低。我过大大多数金属属及非金属属矿山大范范围岩移动动实例表明明：岩体移移动经常沿沿大的构造造弱面开始始，移动时时产生的裂裂缝大多是是原有弱面面的发展和和扩大。可可以说地质质构造弱面面在相当程程度上影响响由开采引引起岩体移移动的发展展，控制了了它的扩展展范围。岩体倾角决定了了空区的赋赋存特征，从从而影响了了顶底板岩岩石受力状状态和变形形破坏过程程。缓倾斜斜矿体采空空区中部顶顶板一般受受压弯曲下下沉。然后后拉裂破坏坏；邻近未未采区段的的矿石或围围岩则多受受剪切破坏坏。急倾斜斜矿体空区区上盘棱柱柱体向下滑滑移则多为为剪切作用。矿矿体倾角增增大，矿体体下盘方向向水平移动动量增加，岩岩体移动范范围随之扩扩大；而上上盘承受的的覆盖岩层层重力的法法向分力减减小。因此此，急倾斜斜矿体开采采所形成的的空区在一一定程度下下稳定性较较好，但开开采深度加加大并形成成大规模空空区，则有有突然大范范围崩落的的可能性。不同倾角矿体的的空区对地地表影响不不同。采空空区容积相相同条件下下，在单位位面积上，急急倾斜空区区要比缓倾倾斜空区对对地表影响响区内起到到更为集中中的破坏作作用，容易易成柱塞式式垂直剪断断破坏。在在处理空区区效果上，二二者也有差差别，不论论用充填法法或崩落法法处理空区区，当松散散体压缩率率相同时，较较大的急倾倾斜矿体采采空区不易易保持稳定定，松散体体易随开采采下降而不不断向下移移动或垮落落，是造成成地表不断断沉降的原原因之一。开采深度、空区区规模及存存在时间对对岩体移动动影响很大大。多数急倾斜薄矿矿脉群处于于山区地形形并露出地地表。开采采空区引起起地表岩移移随开采深深度及脉群群密集程度度而有不同同特征。脉脉群稀疏，脉脉距大于20~300m，采深深较浅且有有一定数量量矿柱支撑撑空区时，由由开采引起起的岩体移移动及地表表塌陷现象象少；脉群群密集，采采深增大，能能引起大规规模岩体移移动并使地地表破坏。中中喃地区急急倾斜钨矿矿脉群采空空区的岩体体移动多呈呈上述规律律。一般情况下，埋埋藏浅的后后矿体的空空区易发展展至地表，导导致地表塌塌陷和破坏坏；采深增增大，空区区两帮岩体体移动发展展到地表所所需时间增增长，对地地表的影响响面积也随随之增大；；采深超过过一定数值值，岩移也也可能不波波及地表或或影响较小小采空区不进行充充填时，矿矿体厚度是是决定崩落落高度的重重要因素，厚厚度愈大，岩岩移过程更更为剧烈，岩岩层下沉和和其他变形形也随之增增大、矿体体平缓时尤尤其明显。当岩体移动发展展到地表时时候，开采采深度和厚厚度影响移移动角的大大小。地表表最大下沉沉值和采动动程度有关关。充分采采动时，地地表下沉达达最大值，不不再随空区区增大而增增大。在金金属矿山，由由于矿体形形态变化大大，有的连连续空区规规模不大，多多属非充分分采动，其其地表最大大下沉值随随采空区增增大而增大大。空区规模大小直直接影响其其稳定性和和岩移活动动范围。大大面积连续续空区较易易垮落，岩岩移范围大大。相邻空空区距离较较近时，它它们的影响响可相互助助长而使危危害加剧。地地下空区总总量相同时时，若被强强度足够的的矿柱或无无矿带分割割，隔离，则则其稳定性性提高，岩岩移幅度减减小。在同同一水平面面积下，长长宽值接近近。跨度大大的空区较较之长宽相相差大、跨跨度小者更更易于崩落落。采矿方法及空区区处理方法法不同，岩岩体移动特特征不同。用用崩落法开开采或采后后用崩落围围岩方法处处理空区，岩岩体移动一一般可得到到充分发展展，并比较较容易发展展到地表。覆覆岩稳固时时，其崩落落可能滞后后于回采，也也会形成空空区；为保保证回采安安全，要在在其下保持持足够厚度度的崩落岩岩石垫层。用用充填法开开采或采后后充填处理理空区，能能较好地控控制或减小小岩移幅度度和剧烈程程度，其移移动过程具具有平缓的的特点，即即使岩移发发展到地表表，其影响响范围及对对地表的破破坏程度也也较小。用用永久矿柱柱支护空区区时，只要要围岩稳固固性和矿柱柱强度足够够，可使空空区在较长长时间内保保持稳定。但但当空区范范围扩大，时时间过长，矿矿柱超载破破坏，将导导致岩层大大面积崩落落，并可能能波及到地地表。大爆爆破的冲击击和震动，影影响空区的的稳定性；；一些矿山山的时间证证明，矿柱柱破坏或空空区垮落往往往和相邻邻区段大规规模爆破有有关。地形平缓时，地地表岩体移移动一般以以下沉盆地地或塌陷漏漏斗的形式式出现，影影响范围限限于空区形形成的移动动带。地形形陡峻时空空区岩移发发展到地表表可能引起起山崩、滑滑坡、滚石石及泥石流流，它的激激烈程度和和波及范围围，往往超超过整体岩岩层移动范范围。7.3国内外主主要治理方方案现在关于采空区区处理，对对于不同的的矿山有不不同的方法法，总体来来说有以下下几种：7.3.1充充填处理采采空区充填处理空区可可以减小岩岩石和地表表移动的幅幅度，并减减慢上述移移动的发生生和发展过过程，防止止大面积地地压活动，并并有助于解解决尾矿和和采掘废石石的堆放问问题。充填填处理空区区的作用，在在锡矿山锑锑矿、红透透山铜矿以以及江西钨钨矿等不同同类型矿山山都得到证证实。和其他处理方法法比较，充充填法处理理空区一般般建设投资资较大（特特别是水力力充填），费费用较高，工工艺较复杂杂。主要在在下列情况况下采用：：（1）地表需需要保护；；（2）为控制制岩石移动动对井下设设施或作业业区的有害害影响，采采用其他方方法处理达达不到目的的或不合理理；（3）仅管充充填设施投投资较大，但但因充填量量大，所以以在经济上上也合理。处处理空区主主要采用废废石干式充充填和尾砂砂、碎石水水力充填。废石干式充填空空区的优点点是：充填填系统及输输送简单，材材料来源较较易，充填填成本低。急急倾斜薄矿矿脉群采空空区用这种种方式取得得了较好效效果。缺点点：充填体体沉降率较较大，难于于接顶，废废石人工充充填效率低低，有时需需从地表采采石，增加加充填成本本。尾砂、碎石水力力充填空区区优点：充充填较致密密，接顶程程度好，可可更好地控控制顶板岩岩层移动和和崩落，保保护地面安安全，提高高矿石回收收率；用尾尾砂充填，更更可改善地地表环境，减减少尾矿坝坝库容；充充填料用管管道输送的的效率高，能能力大，充充填机动灵灵活。缺点点是，建立立尾砂分级级、碎石破破碎、充填填输送系统统等设施的的一次投资资大；充填填工艺技术术管理要求求严格。空空区充填和和回采工作作应协调进进行。应根根据开采顺顺序、矿块块开采强度度，充填准准备时间和和充填速度度、岩石性性质、地质质构造弱面面状况、允允许暴露面面积和时间间等因素确确定合理的的充采周期期，以提高高充填效果果和顶板管管理效果。如如果空区充充填过分滞滞后于回采采，导致空空区顶板冒冒落、矿柱柱变形，破破坏，给空空区充填工工作带来困困难，作业业区的地压压也将激增增。对已经形成的大大量空区，往往往以先充填关关键部位的的原则确定定充填顺序序。一般可可优先充填填下述区段段：⑴保护地表或井下下工程设施施的区段；；⑵空区与回采作业业区隔离的的区段；⑶地质构造弱面密密集带或已已有地压活活动呈现的的区段；⑷大的连续空区，充充填后使空空区变小或或使空区分分割。7.3.2崩崩落围岩处处理采空区区崩落围岩处理采采空区的实实质是，用用崩落围岩岩充填空区区或形成缓缓冲岩石垫垫层，以控控制矿山压压力，转移移或缓和应应力集中，防防止围岩大大面积突然然崩落产生生气浪对生生产区巷道道、设备和和人身的危危害。和充填处理空区区比较，本本法简单易易行，成本本一般较低低。如能及及时处理，并并达到要求求的崩落范范围和厚度度，可以保保证生产区区的安全，缓缓解直至消消除应力集集中。崩落围岩处理空空区在生产产中应用比比较广泛，一一般使用于于：⑴地表允许崩落。如如地表需要要保护，则则须矿体埋埋藏很深、矿矿体覆岩不不会整体位位移，确保保崩落后岩岩移不会发发展至地表表。⑵回采矿柱和处理理空区常同同时进行，矿矿石贫化、损损失大，则则宜用于矿矿石价值和和品位不高高的矿体；；围岩含矿矿有利于使使用本法；；⑶用于各种稳固性性的围岩，但但用强制崩崩落围岩时时，其稳固固性应能保保证放顶工工程稳定和和作业安全全。崩落围岩的方法法的有强制制崩落、自自然崩落或或二者的联联合。A强制崩落围岩处处理空区当围岩稳固、整整体性好、不不能自然崩崩落时，用用爆破强制制崩落围岩岩，和自然然崩落比较较要多花处处理费用，使使崩落围岩岩的范围、数数量和时机机可以控制制，容易满满足空区处处理的要求求。强制崩落围岩有有下列几种种情况⑴空区距地表较近近，强制崩崩落覆岩使使空区与地地表联通，崩崩落地表有有利于减少少下部空区区处理工程程量，大大大缓解，甚甚至消除下下部矿体应应力集中。⑵空区离地表较远远，强制崩崩落围岩充充填空区，这这种方式利利于降低相相邻采场的的支撑压力力，但需要要很大的处处理工程量量。⑶局部或间隔强制制放顶，形形成缓冲垫垫层或隔离离带，保护护作业区安安全。根据据矿岩稳固固性以及适适时、安全全、利于地地压控制、尽尽可能地在在空场下多多放矿以降降低矿柱回回采损失、贫贫化的原则则确定强制制崩落围岩岩的时机：：①不留矿柱的孤立立盲空区、矿矿房采完后后就可崩落落围岩；②留有间柱而无顶顶柱的空区区（急倾斜斜矿体的第第一阶段，缓缓倾斜矿体体，规模较较大的孤立立盲矿体所所形成的空空区），在在矿岩稳固固性允许的的条件下，先先回采部分分矿柱再崩崩落围岩。③留有间柱和顶柱柱而矿岩稳稳固性不够够时，崩落落矿柱和崩崩落围岩同同时进行，但但矿柱超前前起爆。开采急倾斜矿体体形成的空空区，如不不因上部空空区未消除除而遗留重重大隐患，一一般采用局局部强制崩崩落围岩形形成足够厚厚度的岩石石垫层处理理空区。应应认真研究究崩落围岩岩的抗冲击击能力出发发，垫层厚厚度和空区区高度、冒冒落的规模模和特征、空空区和空气气逸出巷道道面积，构构成垫层的的矿岩块度度、压实程程度，底柱柱强度等因因素有关。B自然崩落围岩处处理空区通过有计划的回回采矿柱以以扩大空区区暴露面积积诱发空区区顶板自然然崩落。开采倾斜、缓倾倾斜矿体，或或急倾斜后后矿体的第第一阶段，空空区顶板爆爆破性有较较好时，利利于用自然然崩落围岩岩处理空区区。开采急急倾斜厚矿矿体的其他他阶段时，根根据围岩稳稳固情况，可可按顺序回回采个矿块块矿柱，或或一组矿块块矿柱，在在矿石垫层层或转放下下来以崩落落岩石的保保护下，上上（下）盘盘围岩自然然崩落。掌握顶板自然崩崩落规律是是顺利地运运用自然崩崩落处理空空区的前提提。应该弄弄清各顶板板岩层性质质、地质弱弱面的分布布、顶板允允许暴露时时间和面积积、崩落发发展过程和和高度等，采采用相应诱诱导崩落措措施。理想想的情况应应该是顶板板能及时地地、逐渐地地自然崩