礦山采空區處理方法注漿站 天津賽智

采空區是煤礦開采后導致的災害，頻繁發生，開采完成形成采空區后，煤層失去強度，導致上覆巖體塌陷、冒落，形成滑坡。需要對采空區進行注漿填充加固，本文就為大家介紹一下礦山采空區處理方法。

礦山采空區處理方法

對于礦山地下開采遺留的采空區，處理方法通常有封閉、崩落、加固和充填四大類。

加固法處理采空區主要在采空區土方修建公路、隧道等工程時應用較多。由于成本較高，技術難度大，所以目前在礦山的開采階段應用較少。在具體的采空區處理過程中，由于各個礦山存在的采空區數量、其所處位置、形態特征不一樣，必須針對各采空區的特點和條件，分別采取相應的處理方法。

有時采用兩類方法聯合處理，如采用加固法與充填法聯合、崩落法與充填法聯合等:有時由同一類方法衍生出一系列子方法，如充填法可分:千石充填法、尾砂充填法、膠結充填法等。

1.崩落法

崩落圍巖處理采空區的實質:用崩落圍巖充填空區或形成緩沖保護巖石墊層，以防止上部大量巖石突然崩落時，氣浪沖擊和機械沖擊巷道、設備和人生的危害:緩和應力集中，減少巖石的支撐壓力。

崩落圍巖又分為自然崩落和強制崩落兩種。從理論上講，任何一種巖石，當它達到極限暴露面積時，應能自然崩落·但是由于巖體并非理想彈性體，往往還未達到極限暴露面積以前，因為地質構造原因，圍巖某部位就可能發生破壞，形成自然崩落.當圍巖無構造破壞，整體性好，非常穩固時，需要在其中布置工程，進行強制崩落處理采空區。爆破的部位根據礦體的厚度和傾角確定。崩落巖石厚度一般以滿足緩沖保護墊層的需要，達5mm以上為宜。崩落的方法一般采用深孔爆破或藥室爆破(崩落露天邊坡或極堅硬巖石)。

在崩落圍巖時，為減少沖擊氣浪的危害，對離地表較近的采空區或已與地表相通的相鄰采空區，應提前與地表或與上述采空區崩透，形成“天窗”。強制放頂工作一般與礦柱回采同時進行，且要求礦柱超前爆破。如不進行回采礦柱，則必須崩落所有支撐礦(巖)柱，以保證強制崩落圍巖的效果。

1.1 地表強制崩落法處理采空區

該方法是利用采空區上方預先鉆鑿的中深孔或大孔，采用垂直倒漏斗爆破技術，將采空區上方中的巖石崩落，充填并消除采空區。

原理是在采空區的正上方采用垂直倒漏斗爆破技術，對采空區進行處理。

其一是:從采空區位置全部鉆鑿好直徑為150mm左右的炮眼，其深度直接與采空區穿透，然后用帶繩木塊對所有炮眼進行堵塞，裝入孔內導爆索和炸藥后，再裝填一定長度的隔離礦砂，采用孔內分層爆破，直到采空區上方巖石完全崩落或填滿采空區;

其二是：在采空區中央，采用多次爆破方法形成天井，以此為自由面和中心，在采空區上方鉆鑿大孔，然后側向崩礦，將崩落礦巖填入采空區。

此類方法具有效果好、經濟、處理快速等特點，但是缺點在采空區上方進行鑿巖，爆破作業時安全性差，易于卡鉆等。VCR法地表強制崩落法適用于采空區距離地表較淺，且采空區范圍不大的情況，而大深逆向爆破多次成井側向崩落法適用于距離地表深度大，邊界不清，范圍較大的采空區處理。

1.2 井下崩落礦柱處理采空區

井下崩落礦柱方法是在原有的采空區中，在礦柱的適當位置開鑿硐室，利用原有的巷道，在礦柱中鉆鑿深孔爆破處理采空區，分為垂直深孔方法與水平深孔方法兩種。

2、充填法處理采空區

對于那些在其上部存在露天采場或有建筑物的采空區，由于地表絕對不允許大面積塌陷。因此，崩落處理采空區的方法不可行，至于對采空區用錨索或錨桿進行加固，也只是一種臨時措施，要徹底根除采空區帶來的安全隱患.比較可行的手段只能是“充填”。用充填料(廢石，尾砂)充填采空區。用充填料支撐圍巖，可以減緩或阻止圍巖的變形，以保持其相對的穩定，因為充填材料可對礦柱施以側向力，有助于提高其強度.

常用的充填法有:干石充填法、尾砂充填法、膠結充填法。

充填法是利用地表中露天剝離的廢石、開采廢石或選礦尾砂作為主要充填骨料，建立充填系統，然后通過采空區的鉆孔、天井或充填管道將充填料自流(或加壓)充填至井下采空區。

用充填法處理采空區，一方面要求對采空區的位置、大小以及與相鄰采空區的所有通道了解清楚，以便對采空區進行封閉，加設隔離墻，進行充填脫水或防止充填料流失;另一方面，采空區中必須能有鉆孔、巷道或天井相通，以便充填料能直接進入采空區，達到密實、充填采空區的目的。

充填法用于采空區處理，具有效果好，見效快，充填密實等優點，但是充填法存在施工難度大，成本高，作業安全性差等缺點，在采用充填法處理采空區時一方面要從安全生產的角度，另一方面要從經濟的角度加以考慮，選用合理的充填材料和研究經濟可行的工藝技術。

3、封閉處理采空區

隨著采空區面積不斷擴大，巖體應力的集中，有一個從量變逐漸發展到質變的過程。當集中應力尚未達到極限值時，礦石與圍巖處于相對穩定狀態。如果在此之前結束整個礦體的回采工作，而采空區即使冒落也不會帶來災難，可將采空區封閉，任其存在或冒落。這是一種經濟又簡便的采空區處理方法，但其使用條件比較嚴格，可用于下列兩種情況:

(1)礦石與圍巖極穩固，礦體厚度與延伸不大，埋藏不深，地表允許崩落;

(2)埋藏較深的分散孤立的盲采空區，離主要礦體或主要生產區較遠，采空區上部無作業區。

在封堵采空區時，要在采空區附近通往生產區的巷道中，構筑一定厚度的隔墻，使采空區中圍巖崩落所產生的沖擊氣浪不至造成危害。因此，構造充分的緩沖層厚度或通往采空區的通道封堵長度是采用封閉法處理采空區的關鍵。

4、采空區處理的輔助手段

建立地壓監測系統。井下采空區發生大的地壓活動之前，一般都有一定的征兆，如地音、地震強度的變化等，通過對這些變化的監控，可以對地壓活動進行一定程度的預報。

因此為配合對采空區的治理，掌握采場穩定性安全動態，應該對采空區圍巖采取一定的現場監測手段。目前監測手段較多，但是較為常用的有巖體聲發射監測定位儀、水準測量、多點位移計、壓力計、斷面收斂測量以及光應力計等監測手段。為監測超大采空區地壓活動，提供一種有效方法。