采空区地面塌陷勘察与设计71页PPT

采空区塌陷规律资料第一章绪论研究背景随着国民经济的快速发展，对矿产资源需求口益增加，伴随着矿石的开采人们获得了巨大的经济效益，然而采空区安全问题口益突出。

部分矿山采用空场采矿法开采，矿体开采后，形成了大面积采空区，随着采空区规模的扩大，采空区地压不断增加，局部出现应力集中现象，采空区局部冒落，矿柱变形并破坏，最终有可能导致采空区塌陷，严重威胁到矿山的安全生产。

近几十年来，采空区冒顶塌陷事故不断，造成了重大人员伤亡和经济损失，部分采空区现状己成为矿山安全生产的重大隐患，采空区塌陷己成为矿山生产的重要地质灾害之一「1-3] 以大冶桃花山矿采空区塌陷事故为例，该矿山采用空场采矿法，经过多年开采，己形成多水平大面积采空区。

由于回采结束后采空区缺乏有效支护手段，1998年至2003年矿山共发生过六次采空区塌陷事故，上下采空区连通且塌陷至地表，形成了一个长约70- 80 米，宽约30-}-50米，50米深，面积约3000平方米的近似圆形塌陷坑，给矿山生产带来了巨大经济损失[[4-6]采空区塌陷是一个复杂的力学时空过程，矿山岩体复杂，影响因素极多，解决这类问题需要进行全面系统的研究。

研究采空区塌陷规律，可以找出矿山采空区塌陷的主要影响因素，判断塌陷区的发展趋势以及现有采空区的稳定性，为采空区塌陷预警、采矿工程设计、采空区治理工作、采空区安全评价等提供理论依据。

准确的采空区塌陷规律研究对矿山安全和生产具有重大作用，准确的研究结果可保证最大限度的回收国家矿产资源，避免资源的浪费，为矿山带来巨大经济效益，同时可指导矿山生产的安全进行，预防塌陷事故的发生和降低塌陷事故带来的危害。

因此，在地下采矿形成大规模采空区时，掌握采空区塌陷规律，对矿山安全生产的顺利进行具有重要意义[7]。

2国内外研究现状采空区塌陷规律的研究，是矿山重要课题之一。

采空区塌陷问题研究的重点是采空区顶底板的管理、采空区围岩的控制、采空区上覆岩层移动规律和采空区地压活动所导致灾害的控制及地表沉陷的控制。

深度解析：采空区地面塌陷治理设计(一) 概述采空区治理方法主要有注浆法和非注浆法。

其中，非注浆法主要有干砌方法、浆砌法、开挖回填方法和桥跨方法。

注浆法系对地基土颗粒的空隙、土层界面或岩层的空隙或采空区的垮落带注入浆液材料，以便硬化后增加其强度或降低渗透性。

干砌方法是在采矿后形成的空洞内，用片石人工回填砌筑，砌体与洞顶板紧密接触，使堆砌物起到支撑顶板作用，从而保证采空区上方覆岩的稳定性。

该方法主要适用于矿层开采后未完全塌落、空间较大的采空区，且应具备采空区内通风良好、易于人工作业、材料运输等施工条件。

浆砌方法的适用条件与干砌方法的适用条件基本上相同，其不同之处在于要求堆砌物具有较高的整体强度。

开挖回填方法是对浅层采空区先进行开挖，然后采用干砌或浆砌方式回填。

桥跨方法是以桥的形式跨越采空区不稳定的路段，桥的墩台应在稳定的岩体中。

该方法主要适用于煤层开采规模较小、开采深度几米至几十米的采空区。

选择治理方法的主要条件选择采空区治理方法时，应综合考虑以下主要条件：采空区的特征、工程的重要性、施工条件。

如浅采空区可以用开挖回填方法治理。

一般工程的采空区，可采用以充填为主的水泥粉煤灰注浆法治理，其水泥用量不可大于20％；重要工程的下伏采空区地段，采用以加固地基为主的水泥浆或水泥含量大于50％的水泥粉煤灰浆的注浆法治理。

当注浆可引起地下水位的变化，会给邻近矿井的生产带来危害等，在选择方法时要作全面的考虑，尽可能减小对周围环境的危害。

(二) 采空区治理设计1、治理设计的原则•设计前应详细研究勘察报告。

•根据采空区的形成时间、埋深、采空厚度、采矿方法、顶板或覆岩岩性及其力学性质、水文地质及工程地质条件等选择治理方案或方法。

•施工前应开展相关试验，按设计注浆钻孔总数5％一lO％的孔进行现场注浆试验，其内容包括浆液的配比、成孔工艺、注浆施工工艺、注浆设备等。

•在分析与总结试验阶段成果的基础上优化设计。

2、不同设计阶段的要求：可行性研究设计阶段，应尽量避开采空区，特别是重要的构造物不应设计在采空区地基上。