探析露天开采与采空区处理一体化技术的应用论文_徐明嘉

探析露天开采与采空区处理一体化技术的应用论文_徐明嘉

本溪钢铁(集团)矿业责任有限公司南芬露天铁矿 辽宁省本溪市 117000

摘要:在煤炭资源露天开采时,若是遇到了采空区,则会增加开采工作的难度,降低开采工作的效率与安全指数,为此需要合理的应用采空区与露天开采处理一体化技术,保障煤炭开采的安全与效率。下文就我国露天开采与采空区处理一体化技术的应用进行研究分析。

关键词:露天开采;采空区;一体化技术;实际应用

引言:

采空区是矿产资源分布的一种特殊地质构造,采空区的存在增加了施工难度,给施工人员带来了更大的开采事故风险。为了科学安全的开发矿采资源,需要合理的应用一体化处理技术,提高我国矿采资源采空区的综合处理实力。

一、采空区的处理技术分析

(一)支撑技术

为了避免采空区的安全事故发生,可以采取支撑技术方案对采空区进行一定的处理。通过自然形成的矿柱或者是人工矿柱,对采空区的顶板岩石进行支持。该种技术方案主要应用于倾斜度较小或者是采空区的厚度较薄的地质构造。在对采空区进行支撑时,需要有效的保护工作人员的生命安全,规避控制冒顶事故的发生,确保矿柱可以有效安全的支撑采空区的顶板。

(二)填充技术

在对矿产的采空区处理时,可以合理的应用填充技术,通过流动性较好的开采废物对采空区进行一定的填充处理,以保证采空区的整体结构质量与强度,避免采空区出现落石和塌方的事故发生[1]。

二、一体化处理技术的应用分析

(一)地压监测技术

若是矿产资源的采空区正好处于露天开采的正下方,而露天开采作业主要采取台阶式的施工技术方案,为了准确的了解采空区的实际变化,需要采用地压监测技术,以获取实时的地压数据变化,同步报告出采空区顶板岩石承受的应力值变化,保障上方露天开采工作的安全性。

在应用地压监测技术处理采空区与露天开采的矛盾时,为了保障地压监测工作的质量,可以在露天开采的台阶位置布置相关的监测设备,确保采空区采集的数据可靠性与真实性。为了保障监测网络可以获取到最新的地质变化资料,则需要在采空区与露天开采区布置更多的监测点,以保障监测网络覆盖的矿产区域完全包括了采空区。一般情况下工作人员采取局部重点监测和矿产区域整体监测结合的方式,提高地压监测工作的整体质量,目前我国矿产处理的地压监测技术主要有连续监测法和流动间断监测法[2]。

在实际露天开采工作进行时,不同深度和不同时期的露天开采都与采空区存在着不同的联系,为了保障露天开采工作的质量与安全,需要结合台阶开采技术方案、穿孔技术方案等优势,确保各项工作进行的安全,为了保障施工人员的基本人身安全,需要编制设计相关的应急预案,确保开采工作的经济性与安全性。

(二)深孔爆破技术

为了预先消除采空区存在的安全隐患,保障露天开采工作的质量与安全,需要采取深孔爆破技术对采空区进行有效的处理,目前深孔爆破技术的实际应用主要分为以下几个方面。

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第一是采取深孔强拉槽爆破处理,即对采空区进行整体爆破,为了保障工作的安全与质量,可以将采空区作为一个自由面,同时在采空区布置孔眼时,可以对其进行强行的拉槽,进而使得采空区可以转化为侧向爆破,因为该种爆破方式不会对上层和周边的矿产资源造成较大的影响,为露天台阶开采工作提供了更多的可能,拓展了露天开采工作的方式[3]。

第二则是将排间分段技术与大面积单孔技术进行一定的结合,进而构成了复合起爆的技术方案。若是对采空区进行一次性的爆破处理,则采取复合起爆方式就可以有效的排除采空区的安全隐患。为了保证复合起爆工作的整体可靠性与可行性,需要相关的技术工作人员,利用SHOTPLAN系统设计规划具体的爆网,确保单孔的爆炸点可以有效的串联,同时对等时线和爆炸方向进行科学的计算与模拟,确保采空区爆炸处理工作的质量与安全,为露天开采工作打下一定的基础。

第三是在采空区处理时应用差别抵抗线处理技术方案,当矿山下层的采空区自由面较大时,为了保障采空区爆炸处理的工作质量,需要设计不同的爆破量,同时施工处理不同深度的爆炸孔,确保整体爆破时各个深度的炸药可以发挥出平衡的能量,有效的消除采空区的安全隐患,促进矿产资源露天开采工作的有序进行。

(三)探测技术

当露天开采作业范围与采空区重合时,为了保障露天开采工作的安全有序进行,则需要进行露天开采与采空区处理一体化技术,通过地质探测技术的合理应用,则可以更加准确的了解露天开采工作与采空区之间的内在联系,进而设计编制相关的开采技术方案,提高露天开采工作的质量与安全。

目前我国的矿产开发工作进行时,主要采取钻孔探测、地球物理探测、三维激光探测等技术,以了解到矿区的地下矿藏的真实地质情况,但是由于各个探测技术存在优缺点,因此在选择具体的探测技术时,则需要根据矿产的实际情况选择最佳的探测技术方案,以保障采空区探测工作质量的提高。

通过对三种探测技术进行研究分析,则可以发现其中钻孔探测的工作数据最为准确,在该技术的应用下可以获取到采空区的顶板厚度、高度和具体的空间深度,为采空区的工作开展打下一定基础。该探测技术的不足是,需要工作人员多次打孔,增加了矿产工作组的探测工作量。地球地理物探技术的工作快捷且施工成本较低,但是最终探测的采空区数据准确性存在不足,如在探测矿产区域的地表厚度时,探测的数据误差值较大,无法给露天开采工作提供有效的保障。三维激光探测技术是近代研究的一项新兴设备技术,采取该探测技术可以有效的保障采工区的各项数据质量,同时可以自动形成三维立体影像,在操作时只需要专业的人员进行施工则可以保证工作的质量与效果。但是该种探测技术具有一定的前提条件,即探测的采空区与露天矿区之间没有磁场干扰,当矿柱阻挡或者是磁场干扰时,则无法通过三维激光探测技术获取到相关的采空区图像,影响到了露天开采工作的安全有序进行[4]。

三、结束语

综上所述,在进行露天开采工作时,为了规避采空区对其工作的影响,需要合理的应用处理一体化技术,采取不同的技术方案,以消除采空区的安全隐患,提高露天开采工作的质量与效率。

参考文献:

[1]赵儒.解析露天开采与采空区处理一体化技术[J].低碳世界,2018,11:154-155.

[2]曾宪静.略谈露天深孔爆破与地下采空区处理一体化实践[J].山西冶金,2018,4002:100-102.

[3]付建新,宋卫东,杜建华.金属矿山采空区群形成过程中围岩扰动规律研究[J].岩土力学,2018,34S1:508-515.

[4]胡国新,苏建军,赵楠.三维激光扫描技术在平朔露天矿采空区探测中的应用[J].露天采矿技术,2018,07:62-64.

论文作者:徐明嘉

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第12期

论文发表时间:2019/9/25

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