采空区探测与治理情况说明ppt课件.ppt

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1、尊敬的各位专家、各位领导：大家好！,一、南泥湖钼矿区概况,（一）矿区简介,南泥湖钼矿区位于栾川县冷水镇南泥湖村，距县城约30km，矿权面积3.98k，矿区处于南泥湖钼钨多金属矿田中部，形成于约1.4亿年前，为一特大型钼矿床，矿床类型属斑岩-矽卡岩型，查明保有钼工业矿石量约7亿吨，金属量50万吨。矿区内矿体厚大集中，覆盖层浅，平均剥采比小（0.48t/t），适宜露天开采，矿石易选。矿山一期设计生产规模15000t/d，二期设计生产规模30000t/d，开采深度从+1490m至+1105m，最大开采深度385米。,（二）发展中的南泥湖矿区,2007年3月龙宇钼业公司正式进驻南泥湖矿区进行露天开采。

2、到2008年10月，达到设计生产规模15000t/d，跻身全国同行业三甲，目前正在按30000t/d开采设计做前期准备工作。2008年，龙宇钼业公司被河南省政府确定为钼矿资源整合的两个优势企业之一，授权整合河南省内钼矿资源，可以预见龙宇钼业将会拥有更丰富的钼资源，也必将在国内外钼行业中占据更加重要的位置。,二、南泥湖矿区采空区情况介绍,（一）采空区成因,南泥湖钼矿的开采始于上世纪80年代，最早由栾川县三强公司采用竖井和斜坡道开拓，采矿方法为房柱法。后来受到利益驱动，众多集体、个人等开采队伍也掘洞开采，并且规模逐步扩大，在上世纪94、95年钼价高涨时,南泥湖矿区内采矿坑口达80多个。长期以来，地

3、下开采留下了大量采空区。2004年栾川县钼都公司开始在南泥湖钼矿进行露天开采，但是，地下民采盗矿现象仍时有发生。2007年龙宇钼业公司接管南泥湖矿区并开展采空区安全治理工作，矿区内地下采矿逐渐终止。,（二）采空区现状,通过调查，截止2006年8月底，地下开采在北区（首采区）形成的空区总面积约为40.6万、总体积约426万m3，已采出地质矿量约1162万t，钼地质品位为0.103%，其中三强公司开采形成的空区总面积约29万。请看不同高程中段采空区实测平面图,1375中段采空区平面图,1365中段采空区平面图,1350中段采空区平面图,1330中段采空区平面图,各中段空区复合平面图,（三）采空区特

4、点,三强公司的采空区大多位于矿区X=5000-5300，Y=4200-4600区域（即龙宇钼业公司规划矿区的北区）标高1330米-1390米之间，多为浅孔留矿法或房柱式采矿方法留下的采空区，其形状规则，多为长50m-80m、宽10m-20m，高17m以下的采空区；民采形成的采空区通常长15-30m，宽8-15m，高度大多为4-8m，个别高度达10m以上，单个面积100-300，部分采场矿柱被盗采或垮落后，几个采场连通，导致上下中段间顶板厚度小甚至采透，单个采空区面积可达500-10000。采空区的大小不等，形状极不规范，空间分布杂乱无章，层层叠叠，在1420至1390中段多为巷道，在1375至

5、1330中段采空区密集，多层穿叉、穿透。地下采空区仅留有少量技术资料，但经生产验证误差太大，参考性不强。,（四）采空区的特殊性,与三道庄（洛钼集团）相比1、采空区的规模相对要小，但空区没有规律，在矿石品位较高区域，空区的规模要大些。2、各采空区多为不规则开采形成，没有最新实测资料。3、空区的采场高度不一，最大高度约17米，采场左右与上下相互采透现象严重，稳定性差，探测、治理难度大。与上房沟（富川公司）相比1、岩石结构较硬，一般不易塌落，但塌落时对人员、设备构成的危险性大。2、上房沟只在下部有民采空区，离生产台阶远，有些空区因为岩石结构疏松已塌陷填实。3、南泥湖矿区的空区数量多，层数多，个体规模

6、大、形态复杂,三、采空区探测的目的和意义,采空区探测的目的和意义（一）,南泥湖矿区承担着龙宇钼业公司小庙岭选厂和4个社会选厂的原矿供给，目前每天试生产矿石15000吨，随着扩采工程的进行，生产规模还会进一步扩大，其生产安全是公司科学发展的基础和保障。2007年至今，北区共发生15次采空区塌陷，面积达2500，虽然没有造成人员和设备事故，但是负面影响极大。目前，我们采取的对塌陷区周围拉警戒带进行封闭，禁止人员设备进入作业等措施，也制约了正常生产，给均衡、有序生产带来了不便。,采空区探测的目的和意义（二）,长期以来，因为采空区资料不清，无法制定有效的处理方案，及时消除空区隐患，矿山安全工作如履薄冰

7、，稍有不慎，就会发生机毁人亡的安全事故，产生极坏的社会影响，采空区的存在就像达莫克利斯之剑，一直高悬并威胁着矿山的安全生产。因此，科学、及时、合理、有效地探测采空区不仅对我们确保安全生产有重要的现实意义，而且对控制地下越界开采和其他兄弟矿山的采空区安全治理以及对资源型企业践行“以人为本”的企业哲学，营造和谐的发展环境等方面有着重大的、深远的社会意义。,四、采空区探测及治理情况,（一）生产探测工作,为了确保安全，龙宇钼业公司接管南泥湖矿山之后，就一直坚持“先探后采，探测先行”的原则，在进行台阶生产前，按照12.512.5米的网度打30米深的探测孔来探测各台阶空区情况。2007年度，共施工探测孔

8、409个，总孔深8535.4m；2008年度，共施工探测孔 817个，总孔深18170.8 m；2009年截止6月底已施工探测孔 397个，总孔深7293 m。,（二）采空区实测工作（1）,据调查，南泥湖矿区地下有部分采空区比较稳定，考虑到生产探测的成本高，效率低，经审慎分析研究，公司组织了部分采空区实测工作。,（二）采空区实测工作（2）,2008年10月30日，由17人组成的采空区实测小组分批进入1375台阶已经暴露的洞口里进行洞下实测。经过13天的采空区实测，空区内设测量控制点288个，测点3128个；对1384、1365、1350、1345、1330等5个中段能够实测的各采空区进行了测量

9、，实测空区面积达20余万；地质编录主要在1350、1365、1384水平进行，共编录断层302条，断层破碎带宽0.1m-10m不等，因断层造成的采空区二次塌落150余处，断层破碎带塌落高度3m-20m不等，塌落面积3万余。拍摄照片472幅，录制短片3段。,（二）采空区实测工作（3）,采空区探测是治理的基础和先决条件。5个中段采空区的实测为现阶段的安全生产和采空区治理提供了有力的技术支持。,（三）采空区治理工作（1）,初期的空区治理工作，由于没有采空区的准确资料，我们基本是“摸着石头过河”，依靠钻机边探测边治理，那时涉及的采空区是复合采空区的顶部，高度不高且多为单层空区，通过提前布设探测孔基本能

10、够了解空区的范围和高度，通过正常台阶爆破就能够将空区爆落。2007年至2008年初公司共处理简单空区12次，处理空区面积4336m2，处理空区体积27445 m3。,（三）采空区治理工作（2）,有了空区的实测资料后，对多层连片的复杂空区，我们与科研单位合作，请长沙矿山研究院进行整体规划、分步处理，并确定采空区安全厚度。至 2009年6月底，共进行了44次空区爆破处理，崩落采空区面积约24374。其中，2008年上半年爆破处理空区14次，处理空区面积6494；下半年共爆破处理空区15次，处理空区面积6232；2009年爆破处理相对复杂的空区15次，处理空区面积11648。,（四）采空区治理采用的

11、主要方法（1）,规模较小的侧翼空区处理方法：块石充填消空法 在台阶推进过程中，因爆破震动，挖机铲装，小空区可以直接揭露。对该类空区我们采用块石充填的方法，直接将空区填实，消除隐患。单层简单空区的处理方法：中深孔台阶爆破崩落法 采用140钻机穿孔，孔网参数5m4m，根据空区赋存的标高、跨度、高度来确定炮孔的深度，并在穿孔前施工探测孔对采空区进行确认。单层危险空区的处理方法：切割爆破崩落法 对于顶板厚度小于安全厚度和已经塌陷的大空区，钻机无法在采空区顶板上进行穿孔，我们尝试在采空区危险区域的边缘加密布设炮孔，通过密排孔爆破后形成的切割作用将危险区域的顶板整体切割爆落。,（四）采空区治理采用的主要方

12、法（2）,双层复合空区的处理方法：中深孔自拉槽切割爆破崩落法 2009年3月初，我们在小沟1390台阶中部处理1375、1365两层复合空区，根据空区实测资料，在1365空区顶板上部有1375水平空区，且1365空区顶板与1375空区底板间隔局部仅有3 m厚，有些部位已经相互采透，加上1375的空区面积小于1365的空区面积，具备同时爆落两层空区的穿孔条件，因此穿孔设计时，我们在1390平台沿1375水平空区的边缘布设炮孔，并穿透1365水平空区的顶板，1375水平的顶板按正常孔深穿透，爆破后1375水平空区和1365水平的空区同时崩落。,示意图,五、地球物理探测科研工作,（一）探测方法的选择

13、,由于地下巷道塌落和积水，所以有相当部分的空区没有实测，加上周边越界开采，形成了新的空区。为了掌握空区的详细情况，为空区处理工作提供参考依据，龙宇钼业公司先后邀请河南省有色地质五队、商丘远方勘察技术有限公司、东北大学等单位和院校对采空区进行过单一物探方法探测，都取得了一定的效果，但是与实际情况相比还有差距。鉴于此，龙宇钼业公司于2007年11月召开专家研讨会，探讨可行的探测方法和技术，并于2008年3月与中南大学地学与环境工程学院及信息物理工程学院（以下简称中南大学）、长沙矿山研究院签订合作协议，对矿区内存在的采空区进行组合物探方法探测和爆破处理。,（二）科研工作情况,中南大学是应用探地雷达与

14、高密度电阻率法相结合的方式进行浅部探测，利用两种方法相互验证、互为补充来达到对浅部（030m深度范围内）采空区的探测目的；采用EH-4电导率成像系统，测量场地的大地电导率，对深部地段（地表高程30m以下）进行探测，以求达到查明深部较大采空区的目的。中南大学的现场探测工作于2008年7月24日开始，2008年8月27日结束，共完成了六个高程平台的野外探测工作，探测总面积约为70000。（后附表）2008年11月提交南泥湖钼矿采空区探测报告及南泥湖钼矿采空区物探检测报告附录（探地雷达原始剖面图）、南泥湖钼矿深部采空区探测异常平面分布图（14张）。,野外工作量统计表,（三）科研结果复合（1）,实测空

15、区平面图和探地雷达异常区平面复合示意图,1405水平探地雷达成果平面图和1375中段实测空区平面图复合示意图,1390水平探地雷达成果平面图和1375中段实测空区平面图复合示意图,1390水平探地雷达成果平面图和1365中段实测空区平面图复合示意图,1375水平探地雷达成果平面图和1365中段实测空区平面图复合示意图,1375水平探地雷达成果平面图和1350中段实测空区平面图复合示意图,实测空区和物探异常复合剖面图典型示例,实测空区和物探异常复合剖面图典型示例,实测空区和物探异常复合剖面图典型示例,实测空区和物探异常复合剖面图典型示例,实测空区和物探异常复合剖面图典型示例,（三）科研结果复核（

16、2）,物探EH-4成果异常和实测空区复合图,EH-4在1380米异常区和1375中段实测空区复合图,EH-4在1360米的异常区和1350中段实测空区复合图,EH-4在1360米的7、8、9号异常区和1350中段实测空区复合图,EH-4在1360米的4、6号异常区和1350中段实测空区复合图,EH-4在1360米的5号异常区和1350中段实测空区复合图,EH-4在1340米的异常区和1330中段实测空区复合图,EH-4在1340米的1号异常区和1330中段实测空区复合图,EH-4在1340米的2号异常区和1330中段实测空区复合图,EH-4在1340米的3号异常区和1330中段实测空区复合图,

17、（三）科研结果复核（3）,高密度电阻率法反演剖面和实测空区复合图（只有8条测线）,1375平台-13750文件0-5测线和其下部1365中段采空区复合图（红色为实测空区),1375平台-13753文件0-6测线和其下部1365中段采空区复合图（红色为实测空区),1375平台-13758文件0-4测线和其下部1365中段采空区复合图（红色为实测空区),1390平台（西头）-13901文件0-6测线和其下部1375、1365中段采空区复合图（红色为1375，黑色为1365实测空区),1390平台（西头）-13912文件0-7测线和1375、1365中段采空区复合图（红色为1375，黑色为1365实

18、测空区),1390平台（西头）-13912文件0-7测线和1375、1365中段采空区复合图（红色为1375，黑色为1365实测空区),1390平台（西头）-13918文件0-8测线和1375、1365中段采空区复合图（红色为1375，黑色为1365实测空区),1390平台（东头）-13900文件0-7测线和1375中段采空区复合图（红色为1375实测空区),1390平台（东头）-13905文件0-6测线和其下部1375中段采空区复合图（红色为1375实测空区),（四）对比分析,针对中南大学提交的物探报告，龙宇钼业公司技术人员认真分析研究，结合实测及钻孔所获采空区资料进行了对比分析：探地雷达异

19、常共415 个，其中和实测空区有关联的有55个，相符率为13.3%，基本符合（异常区占实测空区一半以上为基本符合）为18个，符合率4.3%，探地雷达所做的6个台阶仅有1个台阶（1375台阶西）的异常与采空区略有相符，其余多个台阶误差较大。另外，探地雷达对采空区的反应没有规律可言，有的在采空区上有异常，有的在采空区上无异常,（四）对比分析,高密度电法共探出异常260个，23个对应采空区，总的相符率为：8.8%.其中：(1)在1375平台和1390平台共探出异常95个，对应采空区的异常为23个。相符率为:24.2%.(2)在1405平台和1420平台共探出异常165个，和实测空区无对应关系。EH-

20、4电导率成像法异常总面积是：34425.2m，和实测空区相符的面积是：5260.4m，相符率为：15.2%.本次用物探方法进行采空区探测取得了一定的效果，但是与现场需求相比有一定差距。,六、监测监听工作情况,为了及时了解采空区内岩石的结构变化，防止突然坍塌事故的发生。2007年8月，我公司引进武汉钢铁研究所的YSSC型岩体声发射监测仪，通过在采空区内埋设声发射探头，每天分两班24小时连续监测，两小时监测一次，每点时长五分钟；监听岩石的结构有无发生变化，发现有异常就采用加长线远距离监测，以此来判断采空区的稳定状态。,七、探测和治理的投入及产出,自2007年进行空区治理以来，我公司投入了1847.

21、17万元的资金用于采空区探测和治理，截止2009年6月底，通过治理采空区共采出所压矿石2091515吨，产生的直接经济效益达1.689亿元。,各位专家当前采空区安全治理遇到的难题有探测和治理两方面问题。治理难题是多层复合空区，像1390台阶的中部区域存在1375、1365、1350共3层空区，各层间隔小于安全厚度，尚没有找到有效的处理办法。相比之下，探测问题更急迫，如何才能简单有效地探明地下采空区的分布情况，这是安全治理采空区的先决条件和关键。采空区探测遇到的难题是；1前期物探效果不理想，2钻探的成本高，效率低，3采空区内部因为塌陷和积水，实测工作无法全面进行。请各位专家在分析研究前期探测资料的基础上，对前期探测工作给以评价;围绕南泥湖钼矿区的采空区特点，开展采空区探测学术研讨，对今后探测工作提出指导意见。,祝各位专家、领导身体健康 工作顺利,