陈建平

（紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿，福建 永定 364200）

紫金山金矿位于我国的福建省，矿区的总长度大约2.5km，宽度大约为2km，于上世纪90年代开始开发，曾经一度获得过“中国第一金矿”的称号。如今，经过了接近30年的开采，资金山金矿由地下开采转为露天开采，但是依然遗留了500万立方米以上的地下采空区，加上福建省年降雨量较多，这给矿区的灾害防治增加了一定的难度。根据笔者的工作经验，笔者认为可以从以下几个方面入手来提高紫金山金矿的地质灾害防治工作。图1为紫金山矿区采空区剖面图。

图 1 采空区剖面图

1 地下采空区处理措施

1.1 处理方案

根据采空区的面积和实际情况，经过谈论，决定先崩落500m左右的水平矿柱包括矿房采场采空区上部用作隔离的矿柱一直到460m中段采空区。这样便可以保证460m中段的采空区与520m中段的采空区形成连贯的空间，接下来运载车从露天采石场拉载低品位矿石在余下采空区进行填埋。

1.2 留设隔离矿柱

在处理紫金山金铜矿采空区时，最重要的是要确定采空区隔离柱的厚度。紫金山金铜矿采空区的隔离柱设置在露天采石场的坑底与地下采空区顶部之间留设的柱石便是采空区在过渡期留设的隔离矿柱。隔离矿柱的主要作用是将露天采石场和地下采空区进行隔离，使得露天采石场不受到地下采空区的影响，同时可以保证露天采石场边坡的稳定性。也就是说，通过留设隔离柱可以保证地下采空区进行独立处理，保证其安全性。

1.3 爆破崩落510～530m水平矿柱

借助520m水平矿柱两侧的巷道作为凿岩的工作通道，在巷道上以垂直角度想510～530m水平矿柱内进行凿岩，形成垂直扇形的炸药孔，将采空区作为补偿空间对水平矿柱实施爆破。这个爆破方式将520m巷道最为施工巷道，利用现有的空间优势，为凿岩提供了极大的便利。这样可以节省多道工序，而且在出矿的巷道内进行凿岩，可以保证施工环境，安全性可以得到保证，孔的深度便于控制，施工成本较低，但是施工周期稍微长一点。

1.4 爆破崩落隔离矿柱

在矿房采场上部隔离矿柱的中部采用垂直下向深孔先形成切割槽，其余的炮孔以切割槽为自由面侧向崩矿，由切割槽向两端后退式崩矿。每次侧向崩矿高度约为8m左右，逐层爆破，最后一层破顶，完成整个隔离矿柱的爆破工作。

1.5 崩落矿柱填充采空区

崩落矿柱是指前面所介绍的崩落510～530m水平矿柱和矿房采场上部隔离矿柱。该矿柱崩落后充填至下部的采空区内。矿柱崩落后，矿石充填至矿房采空区内，随着矿柱的逐渐崩落，采空区内矿石高度逐渐增高，采空区的高度逐渐降低，矿房采场隔离矿柱全部崩落后，露天采场坑底与井下采空区贯通。

1.6 露天低品位矿石填充采空区

使用露天采石场的低品位矿石填埋采空区。使用铲装机械将露天采石场剥离下来的矿石运输到需要填埋的采空区，在采空区上口直接将低品位矿石卸到采空区内填埋采空区。

2 陡峭采矿场的边坡防治滑坡处理措施

紫金山金矿的露天开采的陡坡稳定性直接关系到了安全生产，但是随着开采年限增加陡坡的稳定逐渐下降，为了确保紫金山金矿的安全运行，必须加强陡坡的稳定性，紫金山金矿单位采用了预裂爆破、建立边坡监控系统、防洪排水这三种防治边坡滑坡措施。

2.1 预裂爆破

预裂爆破是指在进行正式爆破之前，在所设计的轮廓边缘预先爆破出一条宽度合适的缝隙，用作缓冲正式爆破对岩体的冲击影响。在紫金山金矿露天开采前，通常都会在边坡的顶端处打设一列倾斜角度为70°左右的预裂爆破孔，如图2 所示。预裂爆破之后将渣体排出，并对爆破效果进行查看，如果边坡的岩石较为坚硬应该保证爆破的半孔率在四分之三以上，坡面的平整面要达到30cm。如果是在奉化较为严重的岩层上，那么半孔率要保证在三分之一到二分之一之间，并且要保证坡面平整。预裂爆破之后要保证预裂孔全部被贯穿，并且在地表有至少1以上的裂缝，同时预裂缝顶端的矿体没有明显的破坏。

图2 预裂爆破孔示意图

2.2 建立边坡监控系统

紫金山金矿的陡坡随着开采年限的增加，边坡的稳定性在下降。因此，要建立边坡监控系统对边坡的，对边坡的变形情况、位移情况等进行实施监控，主要的监控指标如下所述：①边坡变形程度。使用全站仪、定位软件（GPS）、伸缩仪、位移计量仪、应变仪等对开采区的地表变形程度、地表裂缝宽度、边坡的位移情况进行全年的测量和监控。②应力检测。利用传感器、压力测量盒、锚杆或者是锚索应力测量工具对边坡的应力情况、锚杆或者是锚索的应力情况等进行检测。③对地下水位进行监控。利用水位测量仪对地下水位、降水量及地下水渗水量等进行监控。

3 采空区防洪排水处理措施

影响边坡稳定性的因素中水是最主要的影响因素，占据了三分之一，在紫金山金矿露天开采的地质灾害防治工作中，“稳坡先治水”的理念已经逐渐达成了共识。紫金山金矿露天开采位置是西面、南面和北面环山，矿区的东部地势较低，因此东部成为了整个矿区排水的最佳地理位置，我们采用的防洪排水方案如下：（1）采空区处理过程中我们使用层层阻隔的方式进行疏导，结合分段的疏导方式，对矿区进行排水。（2）开挖截水沟、导水沟、排洪沟，将山坡流下的水进行疏导和分流，防止矿区外围的地表水流至才采矿区。（3）为了防止边坡上的自由泛流冲到台阶上影响安全，我们沿着台阶修建了一排排水沟，将边坡上的水流疏导至排水沟中，排出采矿区。（4）对台阶上的排水沟要定期清理，尤其是在雨季，要勤于观察边坡上的水流情况，及时作出相应的措施。确保采矿区的安全。（5）封闭圈以上靠帮的应修建永久性的排水沟，尽可能地将封闭圈以上边坡的水流从该处疏导到境界以外[1]。

4 总结

综上所述，要想提高紫金山金矿露天开采地质灾害防治工作必须从三个方面入手：一是对地下采空区进行填埋，对地下采空区大面积的填埋，借助地质雷达探测技术对地下不明采空区进行检测等。二是要加强陡坡的边坡稳定性，给露天开采创造良好的条件。三是加强排土场的防滑坡工作。