边登鹏
陕西省土地工程建设集团，陕西 西安
摘要：随着矿山开采的深入，因矿体赋存条件减缓采场下盘会遗留很多矿柱，矿山开采品位不断下降，存在大量的残矿资源有待利用，真正把资源优势转化为经济优势，有效解决矿山资源的紧张局面，实现矿产资源规模化集约化开采。对于促进矿山的可持续发展和稳定具有重要的意义。随着采空区顶板和围岩的暴露面积不断增大，如果不加以治理，将会导致严重威胁矿山生产安全的地质灾害。治理采空区一直是制约矿山安全生产的难题。基于此，本文就采空区治理工程的施工管理进行详细探究。
关键词：矿山开采；采空区治理；施工管理
中图分类号：TD325文献标识码：A
1 引言
采空区不仅给矿山企业的正常生产和人民生命财产安全带来巨大威胁，而且增加了矿柱回采的难度。采空区一旦发生失稳，将引起顶底板及围岩的坍塌。落石和空气冲击波对井下作业人员、设备和材料都会造成很大的伤害，同时也会加剧围岩向深部或地表的应力传递，最终造成深部围岩的应力破坏和大规模的地表塌陷。因此，采空区治理工程的施工管理具有重要意义。
2 采空区
2.1 采空区类型
一般来说，形成地表坍塌现象以及井下透水的关键原因则是由于矿山的围岩相对坚硬而其顶板相对滞后的特征，如此一来，便在长久的开采作业中，产生了采空区。然而，另一个形成采空区的原因便是没有及时地填充处理由于开采过程中所暴露出的地下矿石空间。对矿山开采所形成的采空区进行分类，根据分类判定采空区的稳定性和对地表的影响程度。采空区类型是指采空区充填形式、覆岩破坏强度和范围的综合分类，以及采空区对地表沉陷和破坏的影响程度和发展过程。一般可按以下方法进行分类：1）按开采方法的分类，可分为长壁垮落法采空区、长壁放顶矿采空区、短壁崩落采空区、巷柱或房柱采空区和特殊采矿法采空区。2）按采深比分类，开采深度一般分为浅部、中深部和深部。可根据评价区的平均开采深度计算开采深度，根据回收率计算开采厚度。采深与采厚比是判断地表沉陷的重要依据[1]。
2.2 采空区灾害类型
矿山生产活动的进行与采空区有着密切的联系，其中所导致的灾害类型主要有水灾、火灾和中毒窒息等，而主要类型事故则是低压灾害和水害。地压灾害作为矿山采空区最严重的危害，将其和矿山所比较，矿山在地质条件方面形态普遍较复杂，而且围岩很容易产生硬脆化的断裂故障，在经过了长时间的稳定阶段之后，采空区的矿柱有可能会产生失稳现象，这会使得顶板突然滑落，导致在矿山之中形成地震，也称矿震。另外，对于暗采空区来说，它也会在空气之中形成一种强烈的冲击波。当采空区的上方覆盖岩层厚度有缺陷时，采空区由于连续失稳会产生变形以及地面坍塌现象，如此一来，也会使得相关设备设施掉落，建筑物塌陷，以及工作人员被压埋的危险现象。若在采空区塌陷的周边环境中有地表水或者高坡，那么也会引发山体滑坡或者地表水灌入井下等危险。
3 采空区治理原则与方式
3.1 原则
一般来说，采空区治理应遵循以下原则：1）统一性：即统一考虑整个矿床各种矿体的回采工艺与空区治理。2）及时性：矿房回采完毕应马上回收矿壁，或矿柱先采矿房后采。3）合理性：采空区治理方法多种多样，但一个矿山选择某种方法必须要技术上可行，经济上合理[2]。
3.2 方式
治理方式有充填、崩落与支撑三大方法，可细分为下述8种：1）强制崩落围岩，使地表陷落消除空区，或者强制崩落部分围岩使之形成废石垫层，将作业区段隔开。2）围岩自然崩落充填空区。3）用矿石垫层将作业区与采空区隔开。
4）各种材料包括掘进废石、选矿尾砂、或尾砂加其它胶结材料充填空区。5）留永久矿柱支撑空区。6）矿柱支撑和充填联合治理。7）疏通空区及密闭空区。8）以上两种或几种不同方法联合治理。
4 采空区治理工程的施工管理
4.1 完善制度规则
认真执行有关规章制度，建立项目资料档案制度。明确项目管理人员的分工和职责，每晚召开会议，迅速了解项目情况，提出解决问题的办法。研究项目进度计划是否与计划相符。如有问题及时查找原因，调整人员，确保工期。按规定要求对工程原始资料进行调整，做好标识和归档工作。
4.2 做好采空区监测工作
关于采空区监测这一技术，它实际操作是在明确了采空区相关灾害风险之后，针对短期内未能消除的安全隐患，动态化地去检测其表面所显示出的物理数据，再经过一系列的调整改动措施，使得灾害有效避免或者延缓灾害的爆发。如果实在不能够避免灾害的情况下，也可以拉响预警，告知工作人员迅速撤离，以免造成人生安全危险。针对一些易发生火灾风险的采空区矿山来说，需要在此处建立相关我区监测系统，长期地去及时观测火区的温度和水质情况，有效掌握火区的一系列变化特征。而在井下开采时经常会使用到的仪表则是半导体温度计和一系列的温度计以及温度自动记录仪等相关设备。在传输模式方面，气体监测传感器借助于无线通讯的方式自身形成组织网络，大范围的对火区进行智能化的监测。
4.3 运用新技术手段
要以科学技术为基础，推进技术、材料、工艺、设备等的创新。在机械设备施工中要做到足够谨慎，还要进行合理的监测，这样可以提高施工效率，缩短工期确保工程质量[3]。根据工程工期要求和现场环境条件，科学配置施工所需设备。项目工程进行前期工作工程中实施现场的水电等不是很正常时，要先调配设备先进性钻孔工作，同时准备好工程所需的临时设备、包括搅拌站选址、现场值班室、材料库等，注浆站建立完成进行下一步工作时，根据工期要求合理调整相应设备。
4.4 注重生态修复
矿山采空区生态环境保护与恢复总目标是通过水污染治理、矿山遗弃地治理、土地整理、植被恢复等措施，山水林田湖草生态环境建设修复矿山采空区生态环境，治理和预防因移民安置及光伏基地建设产生新增水土流失和环境破坏，满足区域生态环境保护和经济发展的要求，对促进地区经济结构转型，改善人民生活条件，维护社会和谐稳定，走环境可持续发展之路具有重要意义。矿山采空区生态环境保护与恢复规划以矿山采空区生态修复与环境保护为主，重建矿山采空区生态系统[4]。同时对规划光伏基地及移民安置区建设及运行期间可能产生的环境问题辅以配套治理措施，防止对生态环境造成二次污染与破坏。采空区光伏项目实施后，通过土地复垦、复受污染土壤、重建生态系统，将有效遏制矿区环境的恶化，不仅能防止周边生态系统退化，减少修复土地的水土流失，还能有效治理地质灾害隐患，提高森林覆盖率可提高植物生态系统的多样性与稳定性，吸引周边动物群落的回迁，增加动物群落多样性，达到植物和动物群落的动态平衡。
5 结束语
采矿区域内地表沉陷，居民房屋垮塌沉陷，地表水位下降，生态环境恶化，污染严重，直接影响居民群众的生活质量，为改善采空区城镇居民的生存发展条件，需推进和加快采空区综合治理。故需在做好采空区安全监测工作, 并进行严格的治理工程施工管理，从而保证施工过程中不出现责任事故。
参考文献：
[1] 万串串，王湖鑫，罗先伟，等 . 高峰矿 105 号矿体残矿回采与采空区治理协同技术研究 [J]. 中国矿业，2017，26(s2):340-344.
[2] 贺小庆,凌同华,曹峰.基于 FLAC3D的采空区稳定性分析及处理研究[J].矿业研究与开发,2016,36(9):35-37.
[3] 赵树果，苏东良，李占金，等 . 某铁矿采空区的治理及治理效果分析 [J]. 矿业研究与开发，2015(9):53-55.
[4] 张荣林. 北矿区采空区稳定性及对下部矿体安全开采影响[J] . 金属矿山, 2003( 5) : 10 - 11.