非煤矿山采空区灾害研究 - 图文

分析可知，非煤矿山采空区灾害主要伤亡地点在井下，以采空冒顶、中毒窒息形式最为多见，地表坍塌造成的人员伤亡小、经济损失大，而老空区水害和火灾发生频度低，但易造成群死群伤的特别重大事故。 5.非煤矿山采空区灾害研究面临的挑战

根据我国非煤矿山采空灾害的特点，有以下五个方面的问题亟待解决：

一、大量未知采空区亟需查明。上世纪80年代以来，我国矿业开采秩序较为混乱，民间掠夺式的无规划、无设计私采滥挖，留下了大量不明采空区。这些未知采空区的显著危害主要体现在两个方面[22]：一是新建建筑错误建造在无历史可查的隐伏空区上方，在空区缓慢蠕变作用下，很多民房已明显开裂，若空区突然塌陷，将导致重大坍塌事故，如河北武安

[23]

、湖南郴州[24]、安徽铜陵[25]等矿业城市的建设用地都存在隐伏空区的危害；二是大量未

知空区使矿山生产环境恶化，若开采中误与隐伏老空区贯同，将导致老窿积水、毒气涌出，危害矿工生命，如广西大厂矿区、甘肃厂坝铅锌矿、开阳磷矿、秦岭金矿、兰坪铅锌矿、会东铅锌矿等很多矿山都受到周边民采空区的威胁。因此，必须采用有效手段在城市规划用地、矿井开采设计之前，查明隐伏空区的分布、大小和状态，有针对性地制定安全措施，排除隐患。

二、大面积采空塌陷区无法治理。我国多数非煤矿山采空塌陷后未进行治理，主要有两个原因：一是非煤矿山采空区上覆岩体多以筒状或漏斗状局部陷落[26]，塌陷区不具备稳定形式，治理难度大；二是塌陷坑治理费用高，如广西南丹大厂100号矿体50万m3塌陷坑治理费用1.23亿元[27]，因此很多矿业城市采用民房搬迁和房屋修缮等方法回避塌陷区治理，形成了“塌陷-搬迁-再塌陷-再搬迁”的恶性循环，无法解决根本矛盾。随着矿石开采量的不断增加，我国采空塌陷区面积仍将迅速增加，采矿和土地塌陷的矛盾将更加突出。因此，研究快速、高效、安全、可靠且成本低廉的非煤矿山采空区治理技术成为当务之急。

三、大量已知的特大采空区安全隐患仍将存在。由于很多已经形成的大型采空区仍有矿石没有回采完毕，在一定时期内仍需保证其安全性。因此，必须对这种将长期存在的大型采空区的稳定性进行准确评估，划定风险等级，并进一步研究空区下或近空区的安全开采技术。

四、采空区安全监测技术落后。采空地压控制是空场法开采工艺的关键环节，受地应力测量手段的限制，传统的地压控制方法多凭经验性判断[28]，随着信息化监测技术的快速发展，各种分布式、网络式、在线式的变形监测方法[29]开始在各行业推广应用。因此，有必要开展针对非煤矿山采空区灾害的先进监测、预警方法研究，为存在采空区重大隐患的矿山能够安全、高效的回收矿物资源和处理采空区提供技术保障。

五、采空灾害应急救援装备不足。非煤矿山采空灾害常常造成井下塌方、人员被困，而由于非煤矿山应对采空灾害的救援装备水平较低，无法在最短时间内完成救援任务。1998年河北隆尧石膏矿难中6名矿工被困井下27天才被救出，2005年河北邢台石膏矿难营救最后生还者的通道用时11天。因此，研究制造能够快速定位灾区位置和搜救幸存人员的仪器设备，建造有充足给养和通讯设备的安全避难硐室[30]，和开发、制造快速、安全的救援通道钻进设备[31]是当前采空灾害应急救援工作的迫切需要。 6.结语

我国的非煤矿山采空区灾害已经进入高发期，安全生产形势非常严峻。中国政府历来高度重视安全生产工作，将采空区灾害列为影响非煤矿山安全生产的重大隐患进行治理。国家科技部在“十一五”期间投入上亿元资金，开展“非煤矿山典型灾害预测控制关键技术研究与示范工程”、“矿井老空区探测与水害防治关键技术及装备”、“矿井重大灾害应急救援关键技术研究”等重点项目，研究成果对于非煤矿山采空区灾害的防治具有重要意义。

中国安全生产工作者也广泛开展了各种研究，致力于解决实际生产中面临的采空区问题。在未知采空区探测方面，开展了高密度电法、瞬变电磁法、地质雷达法、地震法、大地电磁法等各种地球物理探测方法的应用研究[32-35]；在采空区风险评估方面开展了系统论、突变论、模糊理论、灰色理论、神经网络及数值模拟等方法的研究[36-39]；在采空区安全监测方面，开展了分布式光纤光栅、地微震、电磁辐射、声发射、光弹记等多种地压监测方法的研究[40-42]；在采空区灾害救援方面，开展了矿山救援指挥车、液压救灾钻机、人员定位系统等装备的研制[43-44]。相信，随着我国矿业秩序的逐渐好转，安全技术水平的不断提高，通过政府有力的监督管理和全社会共同的努力，我国非煤矿山采空灾害的严峻局势必将在今后几年内取得明显好转。

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