葫蘆島市楊家杖子礦區采空區現狀調查
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中文摘要：著重對楊家杖子礦區開采情況進行調查，闡述了楊家杖子礦區由于才空造成的地質災害類型，對楊家杖子礦區的采空進行了分析，并提出了相應的治理措施。
關鍵詞：楊家杖子 鉬礦 采空區
近年來隨著國家礦產資源開發政策放寬，楊家杖子礦務局倒閉改制，礦區各坑口轉為個體承包經營。由于缺乏整體規劃和規范化管理，承包礦主各自為政，自成體系，亂采濫挖，盜采盜挖現象嚴重已經對楊家杖子礦區居民的生命財產的安全構成威脅，直接影響社會穩定。
1、楊家杖子礦區概述
楊家杖子礦區是具有百年開采歷史的老礦區。1899年作為硫化鐵礦被發現，由當時的清政府組織開采，至1905年結束。1912年北洋政府開采黃鐵礦和鉛、鋅。1933年日本人侵占礦山開采鉛、鋅，1940年發現鉬后掠奪式開采鉬礦至1945年。日本投降后，礦山處于停產狀態。1948年東北人民政府決定恢復礦山生產，1949年3月成立楊家杖子礦務局。楊家杖子礦務局在當時是新中國的唯一的鉬礦山，1953年被列入國家156項重點項目工程之一，于50年代由蘇聯專家設計，1959年改擴建工程竣工投產，日采選礦石能力達到8000噸。嶺前礦作為楊家杖子礦務局的主體礦山，自1950年成立到1999年末，累計采出礦石7000多萬噸，生產鉬精礦近15萬噸，為當時國家經濟建設和楊家杖子地區的經濟發展做出了重大貢獻。
自一九八三年開始至2006年礦山整合之前先后開拓坑口174個，各坑口自成采礦系統，采礦坑口布局過密，巷道縱橫交錯，互相交叉、重疊、互相貫通、互相干擾。形成大小面積不等的采空區數百個，有些采空區距地表小于20m，且有些采空區垂向重疊。加之近幾年鉬精礦價格暴漲，礦山開采秩序混亂，地質環境破壞嚴重，地面塌陷、地裂縫地質災害發育。 20世紀90年代末期，國家礦產資源開發政策放寬，楊家杖子礦務局倒閉改制，礦區各坑口轉為個體承包經營。由于缺乏整體規劃和規范化管理，承包礦主各自為政，自成體系，亂采濫挖，盜采盜挖，形成了混亂紛雜的采礦局面，楊家杖子礦區范圍內地面塌陷、地裂縫地質災害相當發育。2006年12月數十戶民宅出現了不同程度的開裂，有一戶民宅出現直徑約1.5m的塌陷坑，嚴重者已成危房，十二戶被迫搬遷，嚴重影響了當地居民的正常生活，造成了不良的社會影響。
2、采空造成的地質災害類型
2.1地面沉降
楊家杖子礦區在60多年的開采過程中，形成冒落帶1.45km2，沉陷區3.29 km2。 由于地面沉陷，寺前社區、楊家杖子社區、選礦社區及北岳社區等五個社區居民房屋普遍出現裂縫、變形。一些墻體裂縫將磚塊切斷，房梁出現裂縫或錯動，有的墻體已明顯滑移，由于房屋受損嚴重，已不能正常使用，存在倒塌的危險，已嚴重影響礦區居民正常生活。據調查目前已有1826戶4528人受災，受損房屋建筑面積13.7萬m2。目前已搬遷454戶，預計至2008年9月份搬遷2524戶。
2.2地面塌陷
礦區內自1955年至今地面塌陷不斷，在礦區周邊范圍內已有塌陷坑二十余處，坑口規模大小不等，最大30×15米，深度10米。形成塌陷主要是由于礦體距地表埋深較淺，采深采厚比不合理及不合理開采所引起的。塌陷坑多數發生在居民區內，其中以寺前社區河南地面塌陷情況最為嚴重，塌陷坑一般呈橢圓形或箕斗狀，深度不一。如2005年12月至2006年2月間，劉達軍門前10m處相繼發生多處地面塌陷坑，深不見底。2008年3月寺前社區大林子新出現的塌陷坑，坑口規模大坑10×5米，小坑5×3米，深度0.3米，仍有繼續發展的趨勢。
2.3地裂縫
地裂縫在沉陷區內均有分布，據調查發現地裂縫10條。目前以嶺北采區最為嚴重。存在四條山體裂縫，其中最長一條約1000m，呈南北－北西向展布，上部寬4.0m，向下變窄，產狀近直立?？蓽y深度30m，已和開采坑道貫通，降雨沿裂縫滲入井下，構成不安全隱患。
3、采空區特征
3.1采空區空間分布集中
自開始建礦至今先后開拓坑口214個，各坑口自成采礦系統，采礦坑口布局過密，巷道縱橫交錯，互相交叉、重疊、互相貫通、互相干擾。形成大小面積不等的采空區數百個，有些采空區距地表小于20m，且有些采空區垂向重疊。加之近幾年鉬精礦價格暴漲，礦山開采秩序混亂，地質環境破壞嚴重，地面塌陷、地裂縫地質災害發育。
3.2 采空區規模大、采厚大、采高大
楊家杖子礦區的采礦方法為空場法中的全面采礦法、留礦采礦法和崩落法。
全面采礦法適用于中厚（5-7m）、緩傾斜礦體，要求礦體和圍巖均具穩固條件。其特點是：工作面沿礦體走向或傾斜方向全面推進，需留有永久礦柱以維護頂板穩定。因該采礦方法頂板暴露面積大，要求嚴格的頂板管理。
留礦法適宜于中厚以下的陡傾斜礦體，要求開采礦體和圍巖穩固，其作業特點是，工人直接在礦房暴露的留礦堆上作業，處下而上分層回采，隨著作業面向前推進，容易大量片落。該方法工藝簡單，管理方便，但暴露面積較大，安全性差。如果留礦法形成的采空區未作處理，將產生劇烈的地壓活動，對上覆巖土體結構破壞較大。
楊家杖子礦區采用的崩落法一般為有底柱分段崩落法，該采礦方法適用于地表允許崩落，礦體傾角較陡，礦體、圍巖不低于中等穩固條件。其缺點是底板結構復雜，地壓活動強烈。
綜上所述，這三種采礦方法形成的采空區暴露面積較大，產生的地壓活動強烈，要求對采空區進行安全處理或允許地表崩落。楊家杖子礦區礦體規模大，礦體厚度大，開采強度大，復采、殘采現象普遍，大部分礦柱被采掉，造成大范圍采礦區地應力失衡，上覆巖土體結構破壞嚴重，必然形成大規模的采空區，極易造成安全生產事故并引發突發性地質災害。
3.3采空區橫向接近、縱向重疊
由于礦山長期缺乏統一生產規劃和資源規范化管理，采空區橫向接近，縱向重疊，巖土體結構不斷發生改變，地應力場從整體均衡狀態演變成為紛雜錯亂的局部地應力場。在局部地應力場彼此影響和相互作用下，不斷產生出方向各異的地應力疊加效應，加速打破巖土體原始地應力場平衡狀態，對礦區地質環境及自然環境造成了強烈的破壞效應。
3.4采空區數量多、回填率低
與全國特大型礦山相比，楊家杖子礦區開采歷史相對較短。但由于超強度掠奪式開采作業，采空區數量逐年遞增，采空區面積逐年增加，采空區影響范圍逐年擴大。
4、采空區的危害
受長期超強度地下采礦活動影響，礦區地質環境及生態環境持續惡化，地表水和地下水重度污染，水資源嚴重短缺，并經常引發地面變形、地面塌陷、地裂縫、山體崩塌等地質災害，對楊家杖子礦區及周邊居民生產生活及生命財產安全構成了極大威脅。
5、治理措施
開展地質災害綜合治理工作，必須高舉中國特色社會主義偉大旗幟，全面落實科學發展觀，貫徹“以人為本、預防為主、標本兼治、協調發展”的方針，堅持合理避讓與綜合治理相結合的原則，因災設防，突出重點，綜合治理，堅持工程措施與非工程措施并舉，災害治理與環境保護同步，注重實際，務求實效，未雨綢繆，防微杜漸，切實做好防治工作。
建議將已經對楊家杖子村民住宅造成破壞的地面變形區、地面塌陷區、地裂縫分布區、山體崩塌影響區，作為今后地質災害監測和防治的重點區。將暫時尚未發生明顯地面變形的已知采空區以及未知采空區影響區域作為重點監測區。
對已知的嚴重采空區要進行工程治理，例如：楊家杖子寺前河南社區采空比較嚴重，需要進行注漿治理。
6、結論
一方面要做好現狀地質災害的防護工作，防止地面塌陷等現狀地質災害造成人員傷亡及財產損失。另一方面要加強采礦活動的規范化管理，要做到礦業開發與地質環境保護協調發展，嚴禁可能引發地質災害的復采和殘采行為。特別是淺層的殘采活動，因為淺層殘采是造成地面塌陷、地裂縫加劇，同時引發新的地質災害的最主要人為因素。建議增加地質災害危險性認識，杜絕破壞性采礦活動，做到未雨綢繆，防患于未然。同時建立地面變形監測網絡，及時動態地掌握地質災害隱患信息，為科學地制定地質災害防治規劃及方案提供科學依據。
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