莱芜市国土资源局山东莱芜271100
摘要:雪野旅游区责任灭失矿山企业主要的矿种为铁矿和石英矿。目前,开采所形成的采空区及空间分布情况尚不清楚。地下矿床开采形成的空区,破坏了岩体的静态平衡,使空区周围的岩体应力产生变化,并为建立平衡而重新分布,当达到临界变形点以后,就会发生围岩破坏和移动,并引发多种地质灾害。本文从机制、安全意识、治理技术及历史方面详细分析了采空区治理存在的问题和原因。并从政策导向、措施及技术保障方面论述了治理采空区的对策与措施。
关键词:雪野旅游区;采空区治理;采空区存在原因
1.采空区基本情况与现状
雪野旅游区区域内历史遗留、责任灭失非煤矿山主要以铁和石英石矿为主,生产规模一般较小,经初步排查,历史上有开采记录,但责任灭失的矿山约有二十家,根据矿山登记资料显示至2004年,这些矿山已全部停产,但是开采所形成的采空区及空间分布情况尚不清楚,井口是否进行了封堵也不确定,均有可能发生采空塌陷等地质灾害,危及群众人身安全。
雪野旅游区责任灭失的矿山企业主要的矿种为铁矿和石英矿,其中铁矿6家,石英矿12家,另有方解石矿山1家,长石矿1家(见表1)。
2.采空区治理存在的问题与原因
2.1机制问题
历史上,自雪野旅游区矿山规模化开采以来,在一些热点矿区,同一矿区内设置多家采矿权,露天、地下同时开采,大矿、小矿同时上,矿权设置重叠,相关责任人界定不明确,开采局面混乱,非法、无序的乱采滥挖现象较普遍,形成的采空区得不到及时有效的治理,留下了大量的不明采空区群,加上部分矿山矿主更替频繁,相关治理主体难以界定。采空区的处理又缺乏制约机制,对于采空区的治理从设计、开采、监管等方面虽有明确的要求,但没有制定相应的制约机制,因而,采空区往往得不到及时处理。
2.2安全意识问题
矿山企业对采空区存在的危害性、治理的重要性重视程度不够,采空区积压现象普遍。采空区的治理需要耗费大量的人力、物力,许多矿山企业受短期经营行为和经济利益的驱使,不愿投入资金对采空区进行治理,对采空区所存在的安全隐患抱有侥幸的心态,将采空区积累的安全风险和治理责任转嫁给政府[2]。造成采空区大面积长期积压,成为矿山治理极为困难的问题。
2.3开采及治理技术问题
随着莱芜市矿山企业的空前发展,矿山专业技术人员缺乏的现象越来越普遍。由于人才引进政策不畅、莱芜市经济及城镇化水平较周边城市不占优势,优秀技术人才引不进来;矿山企业工作环境、待遇缺乏竞争力,原有的技术人才又留不住。在雪野旅游区有些小型、民营矿山甚至根本就没有专业技术人员。采空区技术资料严重缺失。目前许多矿山企业井下采空区分布情况不清楚,又无相关图纸资料可查阅,尤其是中小型私营、民营企业;老国有矿山企业,因企业变更,原有的资料丢失现象也非常普遍[17]。难以有效地实施采空区治理工作。
2.4历史遗留问题
老矿山采空区治理工作成为历史遗留问题。一部分老矿山资源已近枯竭,其中大部分破产改制为民营企业后继续开采残矿,残矿回采不仅增大了采空区的安全隐患,而且经过长期开采后留下了大量的未处理采空区。新的企业主认为老采空区属于历史遗留问题,不愿承担治理责任。更有甚者对留设的矿柱进行回采,增大了采空区的安全隐患程度。
3.采空区治理对策与措施
3.1政策导向及措施
(1)建立采空区状况信息库。聘请具备相应资质的中介机构对辖区内历史形成、责任灭失非煤矿山采空区进行全面普查,查清采空区的地质情况、分布位置及形成时间等基本情况,建立采空区基本情况数据库。(2)开展采空区稳定性专项论证。在查清采空区基本情况的基础上,根据采空区的实际状况,对其稳定性及危害程度进行论证分析,编制治理方案,提出治理措施。(3)设立采空区治理专项基金,解决采空区治理费用来源的难题。对各地历史形成、责任灭失非煤矿山采空区调查治理工作实行奖励补助机制,对及时完成调查评价和治理工作的,落实经费全额补助。(4)加强信息沟通,及时报送情况。采空区治理工作期间,要定期汇报工作进展情况,遇重大情况要随时报告。要认真研究和解决工作中遇到的问题,不断总结专项整治工作中的成功经验,及时宣传推广,做到典型引路。(5)严格工作奖惩。对历史形成、责任灭失非煤矿山采空区调查治理工作完成不力的,实行“一票否决”,并严肃追究相关人员的责任。(6)加强后续监管,构建长效机制。治理工作结束后,各地要落实“属地责任”,加强地质环境监测工作,严格采空区范围内各类项目审批,严防产生新的隐患。
3.2技术支持
采空区治理其实质是缓和岩体应力集中的程度,转移应力集中部位,或使应力达到新的相对平衡,以达到控制和管理全矿地压,保证矿山地下或地表安全[18-20]。根据雪野区内地质条件,结合当地实际状况,可采用的采空区治理方法,可归纳为崩落法、充填法、支撑法和封闭隔离法四类。
(1)崩落法。即崩落围岩处理采空区。崩落法的特点是崩落围岩充填空区并形成缓冲保护垫层,以防止空区内大量岩石突然冒落所造成的危害[8]。该方法简单易行、成本较低,缺点是空区埋深较浅时,易引起地表开裂、塌陷。崩落法处理空区的应用条件:地表需允许崩落,地表崩落后对矿区及农业生产无害;采空区上方预计崩落的范围内,其矿柱己回采完毕,井巷设施等已不再使用;且围岩稳定性较差[17]。适用于大体积连续空区或低品位、价值不高的矿体空区的治理。
(2)充填法。即输送运来废石或湿式充填料充填采空区,阻止围岩移动,达到控制地压目的的方法。充填法处理采空区的应用条件有:上覆岩层或地表不允许崩落;开采贵重矿石或高品位的富矿,要求提高矿柱的回采率;已有充填系统、充填设备或现成的充填材料可资利用。
(3)支撑法。留下永久矿柱或构筑人工矿柱支撑采空场的顶板。留设的永久矿柱和人工矿柱使得连续空区变为独立空区,变大空区为小空区,减小了暴露空区面积,从而对顶板稳定性起到了一定的控制作用,但该方法如出现个别矿柱失稳易引起连锁反应,造成大面积采场坍塌。支撑法一般适用于缓倾斜薄至中厚以下,用空场类方法回采且地表允许冒落,顶板又相当稳定的矿体或低品位矿体。实践证明,仅用矿柱支撑采空场顶板,只能暂时缓解采区地压显现,除非采出率极低,一般并不能避免顶板最终发生冒落或冲击地压,引起地表沉陷或开裂。况且修筑人工矿柱较昂贵,若留永久矿柱支撑则要损失大量的地下资源。
(4)封闭隔离法。用封闭和隔离的手段处理采空场。主要目的是防止空区围岩突然冒落时发生的空区冲击波对生产区域的危害。该方法是一种经济、简便的处理方法,主要适用于处理孤立小矿体开采后形成的采空区。实践证明,仅用该方法对于开采厚大的矿体所形成的大规模采空场,很难保障完全有效。目前该方法的应用主要是配合其它处理方式,应用该方法处理采空场的矿山比较多。
4.结论
(1)研究区域内采空区分布点多面广,主要以铁矿和石英矿为主。安全隐患较重,丞需切实有效的治理方案措施。(2)由于矿权重叠、缺乏有效监督机制;企业主在经济利益推动下安全意识淡漠;矿山企业专业技术人才流失、开采治理技术落后及老矿山历史遗留问题繁多等原因,使得研究区域内采空区治理问题一直未能得到有效解决。(3)本区域内采空区的治理应以政策导向及措施为保障,综合运用多种治理技术手段,目前当地政府已经启动专项治理行动,统筹安排,全面迅速的开展工作。
参考文献
[1]王啟明,鲍爱华.我国非煤矿山安全生产现状与技术发展[J].采矿技术.2005,6(2):11-13.
[2]王啟明,徐必根,唐绍辉,等.我国金属非金属矿山采空区现状与治理对策分析[J].矿业研究与开发.2009,29(4):63-68.
作者简介:亓锋(1978-)山东莱芜人,长期从事地质灾害预防与治理工作.