老孙用手电照了照头顶。

巷道上方是一个巨大的空腔，手电光打到十几米高的地方，照到一片灰黑色的岩壁就散了。空腔里安静得过分，只有远处滴水的声音。

"这就是采空区。"老孙把手电收回来，"矿石挖走了，留下这么个洞。这个洞有六千立方米。"

安全员小何站在他身后，本能地往巷道壁靠了靠。

"别紧张，这个已经处理过了。"老孙指了指头顶，"看见那层灰白色的东西没有？充填体。混凝土加尾砂，泵进来的，把空腔填了大半。"

小何眯着眼看了半天，勉强辨认出岩壁和充填体之间的接缝。

"不填会怎样？"

"会塌。"老孙说得很干脆。

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采空区，是地下采矿留下的空洞。

矿石采出来了，原来矿石占据的空间就空了。这个空洞如果不处理，周围岩体失去支撑，应力重新分布，轻则变形、片帮，重则冒顶、塌陷，甚至引发地表沉陷。


"采空区处理是地下矿最重要的安全工程之一。"老孙边走边说，"方法就三种：崩落、充填、封闭。选哪种，取决于采矿方法、围岩条件和地表要求。"

第一种：崩落法。

"让采空区上方的围岩有控制地崩落下来，填满空腔。崩落的岩石形成缓冲层，吸收上方岩体的变形能。"老孙说，"条件是地表允许塌陷——如果上面是荒山，没问题。如果上面有村庄、河流、道路，绝不能用。"

第二种：充填法。

"用充填材料把采空区填满。最常用的是尾砂充填和胶结充填。"老孙说，"尾砂就是选矿的废料，加水泥拌成浆，用管道泵到采空区。凝固后形成充填体，支撑围岩。"

"好处是地表不塌，还能把尾矿用掉，减少尾矿库的压力。"他补充，"坏处是贵——水泥、管道、泵站，全是钱。充填成本占采矿总成本的20%到40%。"

第三种：封闭法。

"采空区面积不大、围岩稳固、离地表远，就直接封闭。砌一道挡墙把采空区封起来，禁止人员进入。"老孙说，"最省钱，但只适用于条件好的小空区。"

充填，是老孙的专长。

他干充填二十年了，从最初的干式充填——用矿车拉废石倒进采空区，到现在的泵送胶结充填——尾砂浆从地表通过钻孔和管道送到井下，技术变了不知道多少轮。

"充填体有两个核心指标：强度和接顶率。"老孙说。

强度好理解。充填体得够硬，才能支撑住围岩。不同用途对强度要求不同：作为采矿作业的底板，1到2兆帕够用；作为矿柱替代支撑围岩，需要3到5兆帕；如果上面是重要建筑或水体，5兆帕以上。

"充填体强度取决于三个因素：灰砂比、浓度、养护龄期。"老孙掰手指，"灰砂比就是水泥和尾砂的重量比。1:4到1:10是常见范围。灰砂比越高，强度越大，成本也越高。"

他掏出笔记本写了一道计算题：

"某采空区设计充填体强度3兆帕。实验室数据：灰砂比1:6，质量浓度72%，28天抗压强度3.2兆帕，满足要求。现在要算充填材料用量。"

充填体体积 V = S × h

S是采空区水平面积，h是采空区高度。

"假设一个采场，长50米，宽8米，高12米。"

V = 50 × 8 × 12 = 4800m³

"但充填不是100%填满。充填体有收缩，还有接顶率的问题。"老孙说，"充填收缩率一般3%到5%，接顶率要求不低于90%。实际充填量——"

实际充填量 V实 = V × 接顶率 / (1 - 收缩率)

接顶率取90%，收缩率取4%：

V实 = 4800 × 0.90 / (1 - 0.04) = 4320 / 0.96 = 4500m³

"4500立方米的充填体。"老孙接着算，"灰砂比1:6，水泥用量——"

充填体密度约1.8吨/立方米（胶结充填体）：

充填体总质量 = 4500 × 1.8 = 8100吨

灰砂比1:6，水泥占1份，尾砂占6份，总共7份：

水泥用量 = 8100 × 1/7 ≈ 1157吨

尾砂用量 = 8100 × 6/7 ≈ 6943吨

"一千一百多吨水泥。"老孙叹了口气，"按400块一吨算，光水泥就46万。加上管道磨损、泵站电费、人工，充填这个采场得花一百多万。"

小何倒吸一口气："充填成本这么高？"

"所以很多小矿不愿意充填。"老孙说，"能封就封，能拖就拖。但采空区不会因为你不处理就自己好了。积攒到一定程度，要么大面积冒顶，要么地表塌陷。到那时候，治理成本是充填的十倍。"

充填体强度的检测，是个细活。

"不能等充填体塌了才知道强度不够。"老孙说，"标准做法是：充填时取样做试块，标准养护28天后做抗压试验。"

他拿起桌上一个边长70.7毫米的立方体试块，放到压力机上。

"这是上个月取的样，灰砂比1:8，养护28天。"

压力机缓缓加压。屏幕上数字跳动：0.5兆帕……1.0……1.5……2.0……2.3——

"咔"一声，试块表面出现裂纹。

"2.3兆帕就裂了。"老孙皱眉，"设计要求3兆帕，差了23%。这个配比不行，得调。"

他翻出配比记录："灰砂比1:8太低了，改成1:6，或者把浓度从70%提到75%。浓度高了，水分少，同样水泥用量强度更高。"

"如果提高灰砂比呢？"小何问。

"当然更有效，但成本也上去了。"老孙算了一笔账，"灰砂比从1:8提到1:6，每立方米充填体多用水泥约50公斤。4500立方米就是225吨，额外增加9万块。值不值？得看这个采空区的重要性。如果上面是主井或重要巷道，9万块很值。如果上面是废弃巷道，1:8也许够用。"

下午，老孙带小何去看一个已经塌了的采空区。

那是一处五年前的老采场，矿方当年选择了封闭而不是充填——地表是荒山，没建筑，按规程可以不充填。但封闭之后，围岩变形持续发展，去年雨季，顶板冒落，冒落区从采空区一直延伸到地表，地面出现了一个直径十几米的塌陷坑。

"还好上面是荒山，只是塌了个坑。"老孙站在坑边往下看，坑底黑乎乎的，看不到底，"如果上面是公路或村庄呢？"

塌陷坑周围拉了警戒线，立了警示牌。远处有台钻机在施工——矿方现在要花大价钱做地表回填和注浆加固。

"早充填的话，一百多万就够了。现在地表治理，预算八百万。"老孙说，"省小钱花大钱，采空区处理永远是这个教训。"