採空區

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　　採空區是指地下礦產被採出後留下的空洞區，按礦產被開采的時間，可分為老採區、現採區和未來採區。礦體被採出後，自頂板岩層向上形成“三帶”———垮落帶、導水裂隙帶和彎曲帶。出現採空後，其上覆蓋的岩層將失去支撐，原來的平衡條件被破壞，使得上覆岩層產生移動變形，直到破壞塌落，最後導致地表各類建築變形破壞，地表大面積下沉、凹陷。

　　① 為了明確採空區在空間方面的具體實際，包括發展狀況以及變更設計，所有的採空區要準備不低於3份的地質斷面圖，關於全取芯孔的安置，要以5％～10％的全部註漿孔為依據。

　　②在進行採空區治理的時候，設計方通過動態設計，並結合以前設計勘探的具體實際，在施工過程中同時進行採空區的大小以及深度並邊界等內容的改進，參考註漿鑽探孔的相關資料對設計不斷改進完善，以使採空區有一個良好的治理結果。

　　③治理採空區的步驟：帷幕孔優先，註漿孔隨後；邊沿孔優先，中間孔隨後；深部孔優先，淺部孔隨後。

　　④治理完成的採空區路段情況。地基變形程度必須符合公路工程關於地基穩定的標準。也就是說治理完成後的採空區路段對公路的正常施工以及正常運營不產生重大影響例如發生變形等，為公路的順利運作提供一個保障。

　　1.崩落法處理採空區

　　用崩落圍岩充填空區或形成緩衝保護岩石墊層， 防止上部大量岩石突然崩落時， 衝擊巷道、設備和人員；緩和應力集中，減少岩石的支撐壓力。

　　崩落圍岩分為自然和強制崩落兩種。從理論上講，任何一種岩石， 當它達到極限暴露面積時，應能自然崩落。但是由於岩體並非理想彈性體，往往還未達到極限暴露面積以前， 由於地質構造等原因， 圍岩某部位就可能發生破壞，形成自然崩落。當圍岩無構造破壞、整體性好、非常穩固時，需要在其中佈置工程，進行強制崩落處理採空區。爆破的部位根據礦體的厚度和傾角確定，厚度一般以滿足緩衝保護墊層的需要，l5～20 m以上為宜。崩落方法一般採用深孔或藥室爆破(崩落露天邊坡或極堅硬岩石)。在崩落圍岩時，為減少衝擊氣浪的危害，對離地表較近的採空區或己與地表相通的相鄰採空區，應提前與地表或與上述採空區崩透，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(岩)柱， 以保證強制崩落圍岩的效果。

　　(1)地表強制崩落法處理採空區

　　利用採空區上方預先鑽鑿的中深孔或大孔，採用垂直倒漏斗爆破技術，將採空區上方的岩石崩落， 充填並消除採空區。

　　該方法具有效果好、經濟、處理快速等特點，但在採空區上方進行鑿岩、爆破作業時安全性差， 容易卡鑽等。VCR法地表強制崩落法適用於採空區距離地表較淺，且採空區範圍不大的情況；大深逆向爆破多次成井側向崩落法適用於處理距離地表深度大、邊界不清、範圍較大的採空區。

　　(2)井下崩落礦柱處理採空區

　　該法是在原有的採空區中，在礦柱的適當位置開鑿鑿岩硐室，利用原有的巷道，在礦柱中鑽鑿深孔爆破處理採空區，主要有垂直深孔與水平深孔兩種方法。

　　2.充填法處理採空區

　　對於那些在其上部存在露天採場或有建築物的採空區，地表絕對不允許大面積塌陷。因此，不能採用崩落法處理採空區，而對採空區用錨索或錨桿加固， 只是一種臨時措施，要徹底根除採空區帶來的安全隱患， 比較可行的方法就是“充填”。該法是利用地表露天剝離的廢石、井下開采廢石或選礦尾砂作為主要充填骨料， 通過採空區的鑽孔、天井或充填管道將充填料自流(或加壓)充填至井下採空區。用充填料支撐圍岩可減緩或阻止圍岩的變形， 以保持其相對穩定。常用的充填法有：乾石充填、尾砂充填、膠結充填及絮凝材料充填法等。

　　用充填法處理採空區：(1)要求對採空區或採空區群的位置、大小以及與相鄰採空區的所有通道瞭解清楚，以便對採空區進行封閉、加設隔離牆、充填脫水或防止充填料流失；2)採空區中必須有鑽孔、巷道或天井相通， 以便充填料能直接進入採空區，達到密實、充填採空區的目的。

　　該系統選用尾礦庫中的分級尾砂， 泵送至尾砂倉，與水泥或粉煤灰攪拌均勻後，通過管道、鑽孔或天井將充填料輸送至採空區。

　　充填法用於採空區處理具有效果好、見效快、充填密實等優點，但存在施工難度大、成本高及作業安全性差等缺點。

　　在採用充填法處理採空區時，要從安全生產和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.封閉處理採空區

　　隨著採空區體積不斷擴大， 岩體應力的集中，有一個從量變到質變的發展過程。當應力集中尚未達到極限值時，礦石與圍岩處於相對穩定狀態。如果在此之前結束整個礦體的回采工作，而採空區既使冒落也不會帶來災難， 可將採空區封閉，任其存在或冒落。這是一種最經濟又簡便的處理方法，但其使用條件比較嚴格，可用於：1)礦石與圍岩極穩固，礦體厚與延深不大，埋藏不深，地表允許崩落；2)埋藏較深的分散孤立的盲採空區，離主要礦體或生產區較遠，上部無作業區。

　　在封堵採空區時，要在其附近通往生產區的巷道中構築一定厚度的隔牆，使採空區中圍岩崩落所產生的衝擊氣浪不至造成危害。因此，構造充分的緩衝層厚或通往採空區的通道封堵長度是採用封閉法處理採空區的關鍵。

　　4.採空區處理的輔助手段

　　如果礦山有條件，可建立地壓監測系統。井下採空區發生大的地壓活動前， 一般都有一定徵兆，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。目前監測手段較多，但是較為常用的有岩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，為監測超大採空區地壓活動，提供一種有效方法。