
在煤矿开采现场,有这样一个“隐形杀手”,它藏在地下深处,可能引发顶板垮落、地表沉降,甚至水害、火灾等恶性事故,这就是采空区。2025年甘肃靖煤王家山煤矿“5·19”较大水害事故,就因采空区浆泥溃出导致3人遇难,直接经济损失超600万元,惨痛教训再次敲响采空区防控的警钟。
At coal mining sites, there exists such an "invisible killer" lurking deep underground, which may trigger roof collapses, surface subsidence, and even catastrophic accidents such as water inrushes and fires. This is the goaf (mined-out area). In the "May 19" relatively serious water inrush accident at Wangjiashan Coal Mine under Gansu Jingmei in 2025, three people lost their lives due to the sudden outburst of slurry from the goaf, resulting in direct economic losses exceeding 6 million yuan. This tragic lesson has once again sounded the alarm for the prevention and control of goafs.
采空区是采煤后留下的地下空洞,就像地下“陷阱”,若防控不当,小隐患会酿成大事故。今天就为大家梳理煤矿采空区防控的6大核心要点,从排查、评估到治理、监控,全方位筑牢安全防线!
一、先摸清“家底”:精准排查是防控第一步
防控采空区,首先要知道“敌人”在哪、有多大、有多险。国家矿山局88号文明确要求,矿山必须全面摸清采空区家底,这是所有防控工作的基础。
1. 资料溯源:收集历年开采图纸、地质报告、注浆记录等资料,梳理采空区的形成时间、范围、深度、周边地质条件等核心信息,建立采空区基础台账。比如王家山煤矿事故中,就存在未查清上覆采空区浆水积存情况的致命漏洞。
2. 精准探测:采用“地质雷达+三维激光扫描”等技术给采空区做“地下CT”,结合钻孔探测、红外探测等方法,精准定位采空区边界、空洞大小、内部积水或积气情况。对重点区域还要进行同位素测氡、标志气体探测,排查遗煤自燃等隐患。
3. 动态更新:建立采空区台账动态更新机制,每季度核查一次,新形成的采空区要及时纳入管理,确保信息真实、准确、完整,杜绝“信息滞后”引发的安全风险。
二、科学评估“风险等级”:分级防控才有效
不同采空区的稳定性、风险程度差异极大,盲目治理只会浪费资源,精准分级评估才能实现“对症下药”。
1. 评估维度:结合采空区规模、埋深、顶板岩层性质、周边巷道分布、水文地质条件等,采用理论计算、数值模拟、工程类比等方法,综合判定采空区稳定性等级。
2. 分级标准:明确划分“稳定、基本稳定、不稳定”三级,对露天边坡下、相邻开采区域的采空区,必须精准计算量化影响半径,标注高风险区域范围。
3. 制定方案:根据风险等级制定差异化防控方案,不稳定采空区立即停产治理,基本稳定采空区强化监控,稳定采空区定期核查,避免“一刀切”导致防控不到位或资源浪费。
三、核心治理:4大主流方法,因地制宜选对方案
采空区治理的核心逻辑是“填充支撑、自然稳定、隔离防护”,国家矿山局88号文将充填法列为首选方案,具体可根据采空区条件选择以下4种主流方法:
1. 充填法:主动支撑,安全优先(首选方案)
用特定材料填充采空区,替代煤层支撑上方岩层,减沉效果显著,适合人口密集区、重要建筑或铁路下方的采空区。
膏体充填:将煤矸石、粉煤灰、水泥等混合成膏状浆液,高压输送到采空区,凝固后形成坚硬“人工岩柱”,地表沉降量可减少80%-90%,还能消化工业废料,实现资源循环。
矸石充填:直接将井下煤矸石运输到采空区压实,成本低、操作简单,适合采空区距离矸石产生点近的场景。
水砂充填:高压注入沙子和水的混合浆液,水流出后沙子压实支撑,适合大范围、需快速充填的采空区(需配套排水系统)。
关键要求:充填率必须≥90%,充填体28天抗压试验合格后方可进入下一步作业,确保支撑强度达标。
2. 垮落法:自然稳定,成本可控
不主动填充,让采空区顶板自然垮落压实,形成稳定垮落带,适合埋藏深、地表无人居住、地质条件稳定的采空区。若顶板坚硬不易垮落,可通过爆破强制放顶,避免后期突然大面积塌落。需注意精准控制爆破范围,防止影响周边巷道安全。
3. 煤柱支撑法:预留“支柱”,分隔风险
在采空区之间或周边预留一定厚度的煤柱,利用煤柱强度支撑顶板,将大面积采空区分隔成小区域。可采用“采一条、留一条”的条带煤柱,或在采空区与巷道之间设置隔离煤柱。需定期监测煤柱强度,发现开裂、变形及时加固。
4. 隔离封闭法:阻断风险,防止扩散
针对废弃、稳定但有隐患的采空区,用混凝土、砖等封堵通往采空区的所有巷道,形成封闭墙,阻止空气、水进入和有毒气体溢出;地表设置警示标志、围栏,禁止人员车辆进入,若出现塌陷坑及时填充平整。
四、施工管控:守住“硬杠杠”,杜绝过程隐患
采空区治理施工环节若管控不当,反而会引发新风险,必须严守以下“硬杠杠”:
1. 施工前:露天空区充填前需做墙面稳定、渗流三维耦合论证;地下采空区治理前,必须完成物探、钻探验证,未查明风险不得施工。
2. 施工中:治理施工由专职队伍承担,监理全程旁站,影像资料保存5年备查;采用垮落法时,爆破后需静止48小时,确认塌落彻底后方可后续作业。
3. 施工后:对充填体进行抗压试验,不合格需返工;封闭墙设置观测孔,便于后续监测。
五、长期监控:实时预警,防患未然
采空区风险具有动态变化性,治理后并非一劳永逸,必须建立长期监控机制:
1. 安装监测设备:在采空区周边布设位移、应力、渗压三类传感器,数据接入矿山安全监测平台,实现实时监控。
2. 定期核查:每年雨季前必须全面核查一次,重点监测采空区是否出现变形、积水、气体泄漏等情况。
3. 应急处置:一旦监测数据触发预警,立即停产撤人,组织专家研判风险,制定整改方案,未排除隐患不得恢复生产。
六、责任压实:从“被动抢险”到“主动防灾”
采空区防控的关键在于“责任到人”。国家矿山局明确要求:矿山技术负责人牵头编制年度防控方案,矿长签字后报属地监管局备案;企业要定期开展安全培训,让一线作业人员掌握采空区风险识别和应急避险技能。
阳光创译吕国博士结合多年矿业服务经验提醒:采空区防控不仅是技术问题,更是责任问题。从资料排查到方案制定,从施工管控到长期监控,每个环节都不能缺位。只有把责任压紧、把措施落实,才能从根本上杜绝采空区事故,实现矿山安全可持续发展。
结语:筑牢防线,守护生命安全
采空区风险虽隐蔽,但只要守住“排查精准、评估科学、治理到位、监控长效、责任压实”的核心原则,就能将“隐形杀手”牢牢管控。希望所有矿山企业都能重视采空区防控,把安全措施落实到每一个环节,守护好每一位矿工的生命安全。
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