1、地下开采空间的形成方式矿山地下开采一般是通过井工开采,由地面向地下开掘井巷采出矿石的方法地下开掘方式主要根据开采矿种的赋存空间来决定归纳起来,基本上可以分为壁式和柱式两大体系壁式体系开采法:根据矿层厚度不同,对于层状薄及中厚层矿层,一般采用一次采全厚的单一长壁采矿法;对于较厚矿层,一般是将其分成若干中等厚度的分层,采用分层长壁采矿法。
按照回采工作面的推进方向与矿层走向的关系,壁式采矿法又可分为走向长壁采矿法和倾斜长壁采矿法两种类型一般多用于层状矿体开采,例如,煤矿、石膏矿等开采柱式体系采矿法分为3种类型:房式、房柱式及巷柱式房式及房柱式采矿法的实质是在矿层内开掘一些矿房,矿房与矿房之间以联络巷相通。
回采在矿房中进行,矿柱可留下不采;或在矿房采完后,再回采矿柱前者称为房式采矿法,后者称为房柱式采矿法一般多用于鸡窝状、分散金属矿体开采目前,已经发展到充填法开采巷柱式采矿法也称短柱式采矿法在区段范围内,每隔10~30米掘进横竖交叉的巷道,将矿层切割成许多长宽尺寸为10~30米的方形、长方形或菱形矿柱,然后回采矿柱,采空区顶板任其自行垮落的采矿方法。
例如,煤矿、石膏矿等2、地下开采空间的变化方式壁式体系法或巷柱式采矿法大面积开采层状矿体,在上覆岩层的重力作用下,一般允许采空区顶板自行垮落,从而影响地面稳定性,出现地面不均匀沉陷、地裂缝或者地面塌陷等地质灾害。
见卫片1、2、3、4,淮北矿业集团许疃煤矿一处地下采空区顶板塌落引发的地面沉陷,从2013年开始逐步沉陷,至2015年12月逐步趋于稳定
卫片1-2013年12月卫片
卫片2-2014年12月卫片房式及房柱式采矿法一般在地下采空区范围较小,便于保留矿柱,保持采空区顶板不垮落,从而保障地面安全 如果地下采矿管理出现不规范行为时,或者未按照设计开采,有的也出现采空区顶板垮落造成地面塌陷事故。
例如,安徽省凤阳县一处金属矿地下采空区曾经发生顶板垮落,引发地面塌陷事故(见照片5),所幸未造成人员伤亡和大的财产损失
卫片3-2015年12月卫片
卫片4-2017年12月卫片
照片5-凤阳县一处金属矿采空区顶板塌落引发地面塌陷3、地下采空影响防范和利用对于允许采空区顶板自行垮落,从而影响地面稳定性的层状矿体开采,一般不得在矿山开采区范围建设永久性设施,矿山建设初期一般对开采区范围的居民采取搬迁避让措施,减轻影响。
对造成地面塌陷损毁的土地采取其它土地复垦措施,提高土地利用率对于不允许采空区顶板垮落的采矿,可以根据地下开采空间形态,采取改造加固措施,作为不同的用途加以利用例如,建设矿山公园、地下储备库、防空洞等
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