摘要：矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础，随着经济发展，其需求量日益增加。大田县矿产资源丰富，是县内经济社会发展的重要资源保障，矿业在县内经济发展中的地位举足轻重。但是矿产资源开采所处的地理环境比较恶劣，开采难度较大，易出现安全事故和风险。当矿产开采完成之后会留下大片的采空区，这些采空区会引起严重危害，因此必须做好对采空区的有效治理。基于此文章就以大田县非煤矿山现有采空区为例分析和研究了采空区的危害，并提出了相关治理措施以供借鉴。
关键词：非煤矿山；地下开采；采空区；安全事故
引言
福建省大田县矿产资源丰富,有“闽中宝库”之称。现已发现的矿产有煤、铁等30多种。铁矿石已探明储量为5914.7万t，预测全县蕴藏量1.5亿t，是省内五大铁矿之一; 含氧化钙55%以上的石灰石预测储量5亿t；瓷土已探明储量182万t，预测总储量1.5亿t；矿产资源开发利用是大田县财政的主要来源,县财政收入80%来自工业，而工业80%是资源。现阶段由于发展速度的加快，所以对于这些非煤矿产资源需求量日益增加，大量的非煤矿山处于建设和开采之中，因此这就会产生大量采空区。随开采深度增加和地压的影响，上部采空区的安全稳定对深部矿体的开采工作至关重要，采空区的危害非常严重，它不仅会改变矿区地质条件，并且还会严重影响矿山开采的安全，易引发严重的安全事故，尤其是容易产生严重的地面坍塌，对矿山工作人员的人身安全带来严重影响，因此，有必要针对采空区治理开展研究工作。
1大田县非煤矿山地下开采采空区现状
根据监管部门2018年统计数据，大田县内存在大量的非煤矿区，截止2018年底，现有非煤矿山企业46家，采空区数量36个，采空区面积235400m²。因大多数矿山规模“小、散、乱”，缺乏必要的技术条件和安全管理制度，有相当一部分非煤矿山的开采技术、安全技术和设备，普遍存在技术落后，设施陈旧等问题；个别矿山企业急于追求眼前的经济效益，短期行为严重，采富弃贫、采易弃难，滥采乱挖，缺乏对采空区治理的重视，给非煤矿山开采工作遗留了巨大的安全隐患。尽管部分矿山采取了相应的措施治理采空区，但采空区治理是一项难度大、工艺复杂、作业条件差的工作，实际取得的效果未能完全消除安全隐患。因此必须做好矿山采空区具体情况的调查分析，制定切实有效的治理措施和治理方案。
2采空区的危害
2.1采空区陷落
在非煤矿山开采过程中，不规范和无序开采必不可免会造成一定的采空区。因为开采行为会对非煤矿山下层地质结构产生破坏，致使矿层上部的力学结构平衡被打破，在外重力和其他外界作用力的影响下，采空区内的地质结构就会被进一步破坏，地下水就会随着这些因破坏而产生的缝隙进入到采空区，不断侵蚀采空区覆岩层，随着侵蚀程度的加重，就会致使采空区出现陷落。采空区陷落的危害极其严重，它不仅会严重影响非煤矿山的安全开采，同时还会对自然环境带来严重破坏，导致地下水枯竭，生态环境恶化等。
2.2地表陷落威胁周边住户的安全
当采空区出现地表陷落后，会引起周边地质出现一系列的反应，致使周边地质的承载力降低，这就会给周边建筑的安全性产生严重影响。建筑容易出现地基陷落或者是地基承载能力降低等问题，严重危害到了建筑使用者的生命安全。同时采空区陷落还会致使采空区内的有毒气进入到空气之中，不仅会影响空气环境质量，并且还会对周边居民的健康造成影响。
2.3采空区顶板塌落
在非煤矿山开采过程中，由于采空区顶板缺乏有效的矿柱支撑，所以采空区顶板出现塌落的概率非常高，如果采空区顶板发生塌落情况，必然会产生一股强大的冲击气浪，以它塌落位置为中心向周边扩散，破坏力极强，能够对井下的人员、设备造成极大伤害破坏。大面积塌落引发能够引发大规模的岩移事故，会严重影响采空区附近的地质情况，进而引发地震、滑坡等严重灾害，其影响是灾难性的。
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3大田县非煤矿山的地下采空区处理方法选择
采空区处理方法大致可分为四种：封闭隔离处理采空区、填充物料处理法、崩落处理法、联合处理法。
要想有效处理非煤矿山地下采空区，必须与采空区的具体情况相结合，合理选择相应的处理技术，并及时根据采空区变化情况，制定切实有效的治理方案和治理计划，才能够避免采空区出现安全事故。
3.1封闭隔离处理采空区
封闭隔离处理空区是一种简单的采空区治理方法，通过隔离采空区冒落的危害，根据具体情况设置相应的封闭墙，将采空区和工作区之间进行有效隔离，并利用通往地表的天井放出气流，以减缓一旦冒落的气浪冲击力。封闭隔离法一般会在采空区稳定性较差，采空区内矿石经济价值较小的情况下使用，大田县奇峰矿业岩头铁矿、大田县矿产开发公司建爱锰矿在处理上中段采空区时采用此法。在采空区附近通往生产区的巷道构筑一定厚度的隔墙，顶板冒落对其他中段采场开采影响不大，崩落的冲击气浪不至造成危害，人员和设备均不进入采空区内，采空区顶板冒落不会影响到生产作业。该法经济、简便，县内矿山孤小空区均不同程度都有所采用。
3.2填充物料处理法
如果非煤矿山采空区附近有建筑物存在，这就对于地面的承载力有着较高的要求，但发生塌陷问题必然会导致建筑的倒塌或者沉降，所以对于该类采空区一般都采用填充物料的方式进行治理。在现阶段常用的填充物料方法有两种：尾砂充填和废石充填。尾砂充填，顾名思义就是以尾砂作为填充材料，而废石充填此时填充的主要是废石矸石。在使用尾砂充填处理法时，必须做好对采空区的封闭处理，同时还需要确保封闭后构建物的强度满足相关的充填压力要求，且需一整套充填输送系统和设施，成本高、投资大，因此县内无一矿山采用此法。海鑫矿业有限公司龙凤场多金属矿采用废石充填处理采空区法取得了一定的成效。该矿山利用井巷掘进产生的废石运送至采空区，充填接顶，有效控制地压活动，减缓矿山地表下沉。但该法的劳动强度较大，作业条件差，充填效率低，有一定的局限性。
3.3崩落围岩处理法
如果非煤矿山的为岩层相对比较稳定，而且顶板冒顶规律也没有得到充分掌握，此时就可以通过崩落围岩处理法来治理采空区，以降低采空区岩移问题的出现，为回采工作提供一个安全稳定的环境。崩落围岩处理空区的方法可分为自然崩落围岩和强制崩落围岩两种，因崩落法只适用于矿山地表允许崩落，地表崩落后对矿区及周边生产无危害且大面积采空区预计崩落的范围内井巷设施等已不再使用，故只小部分符合条件的矿山采用。
3.4联合处理法
由于矿体赋存条件各异，生产状况不一，矿山回采完工之后，仅仅使用一种方法对采空区域进行处理无法获取最佳的处理效果，必须采用两种以上方法以达到处理采空区的目的从而产生了联合法处理采空区。例如：使用崩落围岩对采空区进行充填时，崩下的岩量无法满足采矿造成的巨大空间。大田县广福矿业有限公司下坑铁矿采用此法治理采空区初具成效。该矿山一直采用浅孔房柱法开采，已形成+680m、+650m中段的采空区，+680m中段采空区已塌陷且连通地表，因此采用崩落围岩处理采空区；+650m形成采空区较小，顶板相对稳定，但随着开采深度增加和地压的影响，若个别矿柱失稳，势必使采场实际跨度过大而导致冒顶，与此同时覆岩压力转移到其它相邻矿柱上也可迫使这些矿柱破坏，因此+650m中段采用封闭隔离处理采空区。通过上述措施，有效消除采空区的隐患，并能够保证矿山后续开采安全进行。
结束语
总而言之，非煤矿山采空区治理对推进矿山安全生产和生态环境保护，切实改善矿山安全生产条件和有效防范安全生产事故发生意义深远，因此在现阶段必须充分重视对非煤矿山采空区危害的分析和研究，根据具体的采空区危害制定切实有效的治理措施和治理方案，并将其迅速落实到实际治理工作之中，实现对采空区的有效管控，降低采空区出现安全事故的风险和机率。
参考文献
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论文作者:涂文东
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2019年1月上
论文发表时间:2019/7/19
标签：采空区论文; 大田县论文; 崩落论文; 煤矿论文; 矿山论文; 顶板论文; 围岩论文; 《新材料.新装饰》2019年1月上论文;