1、地下開采空間的形成方式
礦山地下開采一般是通過井工開采,由地面向地下開掘井巷采出礦石的方法。地下開掘方式主要根據(jù)開采礦種的賦存空間來決定。
歸納起來,基本上可以分為壁式和柱式兩大體系。壁式體系開采法:根據(jù)礦層厚度不同,對(duì)于層狀薄及中厚層礦層,一般采用一次采全厚的單一長壁采礦法;對(duì)于較厚礦層,一般是將其分成若干中等厚度的分層,采用分層長壁采礦法。按照回采工作面的推進(jìn)方向與礦層走向的關(guān)系,壁式采礦法又可分為走向長壁采礦法和傾斜長壁采礦法兩種類型。一般多用于層狀礦體開采,例如,煤礦、石膏礦等開采。
柱式體系采礦法。分為3種類型:房式、房柱式及巷柱式。房式及房柱式采礦法的實(shí)質(zhì)是在礦層內(nèi)開掘一些礦房,礦房與礦房之間以聯(lián)絡(luò)巷相通;夭稍诘V房中進(jìn)行,礦柱可留下不采;或在礦房采完后,再回采礦柱。前者稱為房式采礦法,后者稱為房柱式采礦法。一般多用于雞窩狀、分散金屬礦體開采。目前,已經(jīng)發(fā)展到充填法開采。
巷柱式采礦法也稱短柱式采礦法。在區(qū)段范圍內(nèi),每隔10~30米掘進(jìn)橫豎交叉的巷道,將礦層切割成許多長寬尺寸為10~30米的方形、長方形或菱形礦柱,然后回采礦柱,采空區(qū)頂板任其自行垮落的采礦方法。例如,煤礦、石膏礦等。
2、地下開采空間的變化方式
壁式體系法或巷柱式采礦法大面積開采層狀礦體,在上覆巖層的重力作用下,一般允許采空區(qū)頂板自行垮落,從而影響地面穩(wěn)定性,出現(xiàn)地面不均勻沉陷、地裂縫或者地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。見衛(wèi)片1、2、3、4,淮北礦業(yè)集團(tuán)許疃煤礦一處地下采空區(qū)頂板塌落引發(fā)的地面沉陷,從2013年開始逐步沉陷,至2015年12月逐步趨于穩(wěn)定。
房式及房柱式采礦法一般在地下采空區(qū)范圍較小,便于保留礦柱,保持采空區(qū)頂板不垮落,從而保障地面安全。 如果地下采礦管理出現(xiàn)不規(guī)范行為時(shí),或者未按照設(shè)計(jì)開采,有的也出現(xiàn)采空區(qū)頂板垮落造成地面塌陷事故。例如,安徽省鳳陽縣一處金屬礦地下采空區(qū)曾經(jīng)發(fā)生頂板垮落,引發(fā)地面塌陷事故(見照片5),所幸未造成人員傷亡和大的財(cái)產(chǎn)損失。
3、地下采空影響防范和利用
對(duì)于允許采空區(qū)頂板自行垮落,從而影響地面穩(wěn)定性的層狀礦體開采,一般不得在礦山開采區(qū)范圍建設(shè)永久性設(shè)施,礦山建設(shè)初期一般對(duì)開采區(qū)范圍的居民采取搬遷避讓措施,減輕影響。對(duì)造成地面塌陷損毀的土地采取其它土地復(fù)墾措施,提高土地利用率。
對(duì)于不允許采空區(qū)頂板垮落的采礦,可以根據(jù)地下開采空間形態(tài),采取改造加固措施,作為不同的用途加以利用。例如,建設(shè)礦山公園、地下儲(chǔ)備庫、防空洞等。
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