采空区的勘测及工程处理

简析采空区勘察要点多年来，在隧道、公路、铁路等各类工程建设与发展的过程中，采空区问题逐渐暴露在设计、选线及施工等多环节中。

对采空区影响范围及边界的确定、地基稳定性能的评估以及采空区处理方案的确定等都会对整个施工方案的优化及工程投资估算产生很大的影响。

采空区勘察工作较为复杂，其主要是由于长期的无规则开采及不科学的处理，从而导致上覆岩层破坏，并且规律性不强，加上受到其他方面因素的影响，往往会导致地表突然塌陷、沉降异常等问题。

[1]对于采空区勘察方面的处理，国内外的研究人员都进行了深入的研究与分析，并且通过软件反复演练及数据的处理，取得了很大的成绩。

当前我国有相关学者借鉴前人的研究理论，采用综合方法对地表地形的相关因素及基础条件进行分析，并在综合物探及钻探分析之后，对数据结果进行进一步的合理优化。

1 某高速公路环境及地质条件分析1.1 地理位置及交通情况勘察区域位于内蒙古自治区鄂尔多斯东胜区，在行政方面隶属于准格尔旗管辖，勘查区域位于东经111°10′～111°12′，北纬39°48′～39°40′之间，人口大约为60万人，勘查区域位置在准格尔旗东部所在的海子塔乡一直到鄂尔多斯市东胜区的一个村庄。

有国道线在其北方位置大约相距10cm与之平行，其间交叉有沙市公路及运煤水泥路，交通条件较为便利。

1.2 水文、气象情况水文方面：勘查区域主要的地表水系为乌兰木伦河与其相关的直流河流，乌兰木伦河境内的总会长度大约为27km，直流表现主要为冲沟及大川，该段区域的地质构造位置处在华北地台鄂尔多斯台向斜的东北部位置，没有不良的深部地质构造。

除此之外，岩层较为平缓，通常坡度都<5°。

气象方面：路线经过的区域大多数为大陆半干旱气候，夏季干热，冬季严寒。

7月、8月为一年之中温度最高的季节，最高可达35℃，2月份温度最低，可达零下30℃。

年平均降水量在292mm左右，主要集中在夏季，降雨形式多为暴雨。

详解使用测绘技术进行地下采空区域测量的流程地下采空区域的测量对于矿山和建筑工程具有重要意义，它能够提供必要的数据和信息，以确保采矿过程的安全性和工程设计的准确性。

测绘技术在地下采空区域测量中发挥着关键作用，本文将详细介绍使用测绘技术进行地下采空区域测量的完整流程。

一、前期准备在进行地下采空区域测量之前，需要进行一系列的前期准备工作。

首先，需要对采空区域的背景资料进行收集和整理，包括采矿设计图纸、现场勘测报告等。

其次，需要确定测量的目标和范围，包括采空区域的边界、高程和形状等。

此外，还需要选择合适的测量仪器和设备，并进行检查和校准，确保测量结果的准确性和可靠性。

二、场地布置和控制点设置在进行地下采空区域测量之前，需要在现场进行场地布置和控制点设置。

首先，需要确定测量的基准面，通常选择现有的地面或者其他可靠的基准面作为参考。

然后，在基准面上设置一系列的控制点，用于测量和定位。

控制点的设置需要考虑地形、障碍物和测量精度等因素，并且要能够覆盖整个采空区域。

三、测量数据采集和处理在场地布置和控制点设置完成之后，就可以进行测量数据的采集和处理。

测量数据的采集可以通过不同的测量方法进行，例如全站仪、激光测距仪和地面雷达等。

在采集数据的过程中，需要按照预定的测量任务进行，包括采空区域的边界测量、高程测量和形状测量等。

数据的采集需要确保测量的精度和完整性，避免误差和遗漏。

采集到的测量数据需要经过处理和分析，以得到最终的测量结果。

处理和分析的过程中，需要使用专业的测量软件和算法，进行数据的校正、配准和拟合等。

处理结果可以通过图形和表格的形式进行展示，以便于后续的分析和应用。

四、结果分析和应用得到测量结果之后，需要进行结果的分析和应用。

首先，需要进行数据的质量评估，检查测量结果的准确性和可靠性。

其次，根据测量结果，可以进行地下采空区域的形状分析、体积计算和变形监测等。

这些分析可以帮助矿山和建筑工程师了解地下空间的特征和变化，制定相应的管理和控制措施。

采空区专项勘察方案采空区是指矿山开采完毕后形成的已采空的区域。

为了保护环境、确保矿山生态恢复，需要对采空区进行专项勘察。

下面是一份针对采空区的专项勘察方案，详细描述了勘察目标、工作内容、方法流程、数据处理和结果分析等内容。

一、勘察目标本次采空区专项勘察的目标是全面了解采空区的地质、地质灾害和生态环境状况，为后续采空区治理与生态修复提供科学依据。

二、工作内容1.采空区地质调查：对采空区的地质构造、岩性、断裂、脉络、地貌等进行详细的调查和描述，了解采空区地质特征和地质演化过程。

2.采空区地下水调查：通过地下水埋深、地下水位、水质等参数的调查，了解采空区域的地下水资源状况及动态变化，分析可能存在的水资源补给方式。

3.采空区地下空洞调查：通过现场勘察和测量，绘制全面的采空区地下空洞图，包括空洞的位置、大小、形态等信息。

4.采空区地质灾害调查：对采空区内可能发生的地质灾害进行调查，包括滑坡、崩塌、地震等灾害类型，评估灾害隐患程度。

5.采空区生态环境调查：对采空区内的植被、土壤、水文、气象等环境要素进行调查，分析采空区的生态系统状况。

三、方法流程1.搜集资料：收集采空区相关的地质、水文、地貌等资料。

2.现场调查：组织人员进行野外实地勘察，对采空区进行细致的现场调查、测量和采样。

3.实验分析：对采集到的样品进行实验室分析，包括物理性质、化学性质、生物性质等。

4.数据处理和分析：对实验结果进行统计、整理和分析，制作相关图表和报告。

四、数据处理1.地质数据处理：采用GIS技术对地质数据进行处理，制作采空区地质图、剖面图等。

2.水文数据处理：对采集到的地下水位、地下水化学成分等数据进行处理，得出水资源变化规律与可能的补给方式。

3.地质灾害数据处理：结合地质、地貌、构造等资料，评估采空区形成的地质灾害风险。

4.生态环境数据处理：通过统计分析，得出采空区的生态环境质量现状和潜在的生态修复方向。

五、结果分析对采空区专项勘察的结果进行分析，结合采空区的地质、地质灾害和生态环境条件，提出相应的治理和修复措施，包括填充、加固、绿化等。

采空区处理方法及应用研究采空区是指矿山采掘完毕后留下的空洞区域，通常由于资源采光、矿产耗尽或者不再经济盈利等原因引起。

采空区对环境和生态系统造成了不可逆转的破坏，因此探索采空区的处理方法及应用是非常重要的研究方向。

本文将探讨采空区处理的方法和应用。

采空区处理方法的研究可以分为两个方面，即治理方法和综合利用方法。

治理方法：1. 填充法：采空区可以通过填充来恢复地表几何形态和维护地表稳定。

填土、工业固废填埋、尾矿库填充等方法被广泛应用。

填充材料需要具备一定的稳定性和强度，并具备对环境友好的特性。

2. 排水方法：采空区常常出现地下水位异常升高的问题，需要采取有效的排水措施。

常用的处理方法包括吸水井、抽水泵等技术，以控制地下水位降低。

3. 支护沉降治理：采空区的形成可能导致地面下沉、形成沉降环境。

支护措施可以采用地下墙、岩体加固等方法，以保证地下工程的安全性。

4. 生物修复：采空区常常造成土壤养份不足、低渗透性等问题，可以通过选择适宜的植物进行绿化修复，达到改善土壤质地、增加固碳效果的目的。

综合利用方法：1. 土地复垦：采空区可以通过进行土地复垦，将其改造成农田、林地等经济的土地资源。

这种方法不仅可以恢复生态系统，还可以有效地利用采空区的空间资源。

2. 新能源开发利用：采空区通常为没有利用的空地，可以利用采空区的地形和地理位置特点进行新能源开发，如太阳能板、风力发电设备等。

这不仅可以解决能源短缺问题，还可以促进可再生能源的发展与利用。

3. 探矿技术：采空区通过新的探矿技术可以挖掘到原本被忽略的矿产资源。

例如，采空区内可能存在着矿石残存量，可以通过进一步的勘探和开采将其利用起来，提高资源的综合利用率。

4. 旅游开发利用：采空区常常有独特的地貌和景观，可以作为旅游开发的资源。

开发旅游项目有助于提高经济效益，并增加对采空区的保护意识。

总结起来，采空区处理方法及应用的研究包括治理方法和综合利用方法。

治理方法包括填充法、排水方法、支护沉降治理和生物修复等，旨在恢复地表稳定和改善生态环境。

露天煤矿关于采空区勘探与治理技术及其方法摘要：露天煤矿在作业开采过程中时，都会遇到不同的环境变化，特别是在遇到老区或空巷。

由于在先前井下开采中极易造成地质环境的变化形成采空区，不利于在露天开采作业时的安全，制约了我国矿山企业的可持续发展。

所以，在保证人身安全和作业设备的安全前提下，要特别重视露天煤矿复杂采空区勘探的方法，只有使用合适的方法，才能够提前保护人员不受到伤害和设备不受到损害，进而有效地控制灾害发生。

本篇报告将主要探讨露天煤矿复杂采空区勘探与治理技术及其方法。

关键词：煤矿勘探技术；煤矿治理技术及方法；复杂采空区引言采空区是由人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的“空洞”，采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的安全问题，人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。

由于地下采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、采空区顶板冒落塌陷情况难以预测等特点，因此，如何对地下采空区的分布范围、空间形态特征和采空区的冒落状况等进行量化评判，一直是困扰工程技术人员进行采空区潜在危害性评价及合理确定采空区处治对策的关键技术难题。

1采空区勘探方法当井下开采完成形成采空区后，再进行露天开采时对露天采矿工程的危害是显著和累积叠加的。

其灾害的主要表现形式有:片帮、冒顶、突水、地震、岩爆、冲击地压、地面塌陷、地面沉降、地裂缝以及由其导致的滑坡、泥石流、地表植被破坏等多种形式。

1.1采空区地球物理勘探该处理方法阶段应以收集资料、工程地质调查、采矿情况调查为主，辅之以大比例尺航卫片解译，必要时可布置少量勘探工作。

其工作内容是：收集矿区地质图、综合地质柱状图、剖面图、采掘工程平面图及井上下对照图、地质勘探报告、沉降观测等有关资料；调查勘察范围内的气象、水文、地形地貌、地震、地层岩性、地质构造特征；调查勘察区内采空区(空洞)的分布及开采时间、范围、深度、采厚、开采方法、采取率、顶板岩性和厚度、顶板管理方法及远景开采规划，在有条件的地方宜进行井下调查、测量、测绘出采掘工程平面图，查明采空区的顶板塌陷及积水情况，调查采空区覆岩破坏、地表陷落、建筑物破坏特征及其与采空区开采边界的关系，划分出中间区和边缘区，调查由于地表塌陷而引起的其他不良地质现象类型、分布位置和规模。

采空区作业安全技术措施露天矿采区由于盗采原因部分位置出现了采空区，为了确保采空区施工过程人员及设备安全，特制订本安全技术措施。

一、对采空区的探测区域采剥作业前，必须对采空区范围及巷道走向进行勘探，查明采空区范围以指导本矿安全生产。

采用打探孔方式确定空洞范围，在南帮+2565台阶和+2575台阶均发现了采空区，具体范围如图1所示：图1 目前勘探的采空区范围1、采空区位置一探孔情况分析说明：（1）由东向西施工两排探孔，共43个，孔距5m，均钻孔至煤层底板，孔深在18~21m之间。

(2）有5个孔出现空洞现象，形成2个空洞区域，均在煤层中部或下部，探孔内均无发热高温现象.(3)空洞区域1：空洞标高在+2562~+2556，南北方向长度约58m，空洞方向为北偏东44°。

空洞区域2：空洞标高在+2567~+2559，南北方向长度约53m，空洞方向为北偏东54°。

位置一采空区范围及巷道走向具体如图2所示：图2 位置一采空区范围及巷道走向2、采空区位置二探空情况分析说明：(1)由南向北施工4列探孔，共28个，孔距在8m-16m之间，排距在4.5m-6m之间，均钻孔至煤层底板，孔深在4.9~20m之间。

(2)有10个孔出现空洞现象，形成1个空洞区域，基本在煤层中部或下部，其中有1个探孔有发热高温现象。

(3)空洞区域：东西方向长度约130m，空洞方向为北偏东70°。

图3 位置二采空区范围及巷道走向3、采空区位置三探空情况分析说明：(1)探孔总数为32个，孔距10m，排距5m，大部分钻孔至+2545水平，孔口高程平均为2560.4m，孔深在11-20米之间。

(2)有14个孔出现空洞现象，到空洞的孔深无规律，空洞内部洞高在0.8m-6m之间。

孔内温度一般在3-7C°，均无高温孔。

(3)空洞区域南北方向长度约35m，东西方向长度约35m，空洞方向北偏东53°。

图4 位置三采空区范围及巷道走向二、采空区危险源辨识及风险评估三、采空区钻爆作业安全技术措施1、施工作业之前（1）采空区作业人员，在采空区施工之前必须进行相关安全技术教育培训，合格后方可进入现场施工。

采空区勘探施工方案1. 项目背景采空区是指由于采矿活动导致的地下矿脉空间，这些空间在矿井开采完毕后可能会引发地质灾害。

为了确保采空区的安全和有效利用，对采空区进行勘探是必要的。

2. 勘探目标和方法2.1 勘探目标本项目的勘探目标是了解采空区的空间分布、形状和稳定性，以及潜在的地质灾害风险。

2.2 勘探方法本文档将采用以下勘探方法进行采空区的勘探： - 地面测量：利用全站仪和测量仪器对采空区的地面形状进行测量，包括平面和高程数据的获取。

- 地下勘探：通过钻孔、地质雷达等设备对采空区下方的地质结构进行探测，获取地下采空区的详细信息。

- 遥感影像分析：利用航空或卫星遥感数据，对采空区周边的地表变化进行监测，以获取采空区的边界和空间分布信息。

3. 施工方案3.1 前期准备工作在实施勘探施工之前，需要进行一些前期准备工作，以确保施工的顺利进行：1. 编制勘探方案：根据勘探目标和方法，编制详细的勘探方案，包括测区范围、测区划分、测区内的测量点位等信息。

2. 采购设备和材料：根据勘探方案，采购所需的设备和材料，包括全站仪、测量仪器、钻孔设备等。

3. 勘探人员培训：对施工人员进行培训，确保他们能够正确操作设备和进行勘探测量工作。

4. 安全措施：在勘探区域设置安全警示标识，确保勘探过程中的安全。

3.2 施工流程采空区勘探的施工流程如下所示： 1. 地面测量：在勘探区域安装全站仪，利用测量仪器对地面进行测量，获取平面和高程数据。

2. 钻孔：根据勘探方案，在预定的位置进行钻孔，获取地下的岩石样本和地下空间结构信息。

3. 地质雷达勘探：利用地质雷达等设备对地下采空区进行勘探，获取地下空间的详细信息。

4. 遥感影像分析：收集航空或卫星遥感数据，进行图像处理和分析，获取采空区周边地表变化的信息。

3.3 数据处理与分析采集到的勘探数据需要进行处理和分析，以达到勘探目标。

数据处理和分析的步骤如下： 1. 数据清洗：对采集到的测量数据进行筛选和清理，去除异常数据和误差。

采空区详细勘察设计方案一、勘察目的与任务1、进行采空区勘察，查明采空区的范围、埋置深度、充填情况等。

2、查明场区内岩土体物理力学性质。

3、对采空区地基稳定性进行分析评价。

4、针对采空区进行采空区治理施工方案设计。

二、勘察范围确定根据场地局限性条件，确定勘察范围为：东至规划边界，南至规划边界，西至路内边界，北至路内界，勘察面积为39467m2。

见钻孔布置图。

三、勘察工作方法（一）钻探按照行间距50m，孔间距50m网络布孔，共布孔26个。

第四系开孔孔径为108mm，岩层孔径为75mm，设计孔深160m，工程量总计4160m。

26个勘察孔第四系下108套管防坍塌，对其进行保护预留，待治理时兼做灌浆孔。

套管总计260m。

见钻孔布置图。

（二）地球物理勘探对钻孔拟采用的地球物理勘探工作有电测井、声波测井、放射性测井、井斜测井。

地球物理勘探钻孔不少于总钻孔数的三分之一，为9个孔，共计1440m。

电测井:划分地层，区分岩性，确定裂隙破碎带的位置和厚度，确定含水层位置和厚度，测定地层电阻率。

声波测井：区分岩性，确定裂隙破碎带的位置和厚度，测定地层的孔隙度，研究岩土体的力学性质。

放射性测井：划分地层，区分岩性，鉴别裂隙破碎带，确定岩层密度和孔隙度。

井斜测井：测量钻孔的倾角和方位角。

（三）井内摄像对全部钻孔进行井内摄像，共计26孔。

观测全孔破碎带、裂隙发育情况、采空塌落情况、采空充填情况、采空剩余孔隙率。

（四）室内试验每层取土样一组，取样孔不少于总孔数的六分之一，土样约40组。

岩样每大层一组，采空区顶板取样一组，岩样约64组。

土的物理力学性质：常规试验。

岩石物理力学性质：颗粒密度、风干/饱和抗压强度、风干/饱和抗剪强度、风干/饱和弹模+变模。

四、建立三维模型根据钻孔资料建立采空区三维空间模型。

五、地基稳定性评价对采空区进行地基稳定性评价，建筑适宜性评价。

拟采用附加应力法对地基稳定性进行评价。

附加应力法是以建筑物荷载影响深度与采空区冒落裂隙带发育高度是否重叠来确定建筑物层数、判断采空区地基稳定性的方法。

当开采完成形成采空区后,在上覆压力和地下水等因素的作用下,该煤柱和开采区两侧的煤层软化,失去强度,导致上覆岩体塌陷、冒落,形成滑坡;地下采空区对采矿工程的危害是显着和累积叠加的,主要体现在二个方面：一是采空区矿柱变形、破坏、顶板大面积冒落、岩移,造成地表沉陷、开裂和塌陷,破坏地面环境和影响露天作业,更为严重的是采空区突然垮塌的高速气浪和冲击波造成的人员伤亡和设备破坏；另一方面在矿山开采过程中,采空区围岩受爆破震动影响导致岩体裂隙发育,甚至贯通地表或连通老窿积水,发生突水事故,淹没坑道和工作面,造成巨大经济损失;矿体开采后,采场的原始应力状态被破坏,从而致使应力重新分布,时常导致矿柱失稳破坏;这种矿体开采后,当矿杜承受的应力超过自身强度时,发生的不连续的发散突变,即矿柱失稳破坏的现象;其灾害的主要表现形式有:片帮、冒顶、突水、地震、岩爆、冲击地压、地面塌陷、地面沉降、地裂缝以及由其导致的滑坡、泥石流、地表植被破坏等多种形式;在采空区与巷道坍塌方面,主要采用的防治技术有充填、加固、封闭和崩塌四种;在地下突水防治方面,目前主要采用注浆堵水和探放水技术;我国地下开采矿山目前的实际情况是采空区灾害发生频繁,因事故死亡人数和国外同类相比相对较高,安全生产形势相当严峻,危及到人民群众的生命安全,对生态环境造成了严重破坏,给国家造成了巨大的经济损失,制约了我国矿山企业的可持续发展;长期以来 ,国内外许多专家学者针对采空区围岩的稳定性作了大量的理论研究工作,提出了许多控制采空区灾害的实用技术;采空区处理对于矿山地下开采遗留的采空区,处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四大类;加固法处理采空区主要在采空区土方修建公路、隧道等工程时应用较多;由于成本较高,技术难度大,所以目前在矿山的开采阶段应用较少;在具体的采空区处理过程中,由于各个矿山存在的采空区数量、其所处位置、形态特征不一样,必须针对各采空区的特点和条件,分别采取相应的处理方法;有时采用两类方法联合处理,如采用加固法与充填法联合、崩落法与充填法联合等:有时由同一类方法衍生出一系列子方法,如充填法可分:千石充填法、尾砂充填法、胶结充填法等;1.崩落法崩落围岩处理采空区的实质:用崩落围岩充填空区或形成缓冲保护岩石垫层,以防止上部大量岩石突然崩落时,气浪冲击和机械冲击巷道、设备和人生的危害:缓和应力集中,减少岩石的支撑压力;崩落围岩又分为自然崩落和强制崩落两种;从理论上讲,任何一种岩石,当它达到极限暴露面积时,应能自然崩落·但是由于岩体并非理想弹性体,往柱还未达到极限暴露面积以前,因为地质构造原因,围岩某部位就可能发生破坏,形成自然崩落.当围岩无构造破坏,’整体性好,非常稳固时,需要在其中布置工程,进行强制崩落处理采空区;爆破的部位根据矿体的厚度和倾角确定;崩落岩石厚度一般以满足缓冲保护垫层的需要,达} 5}}}}以上为宜;崩落的方法一般采用深孔爆破或药室爆破崩落露天边坡或极坚硬岩石;在崩落围岩时,为减少冲击气浪的危害,对离地表较近的采空区或己与地表相同的相邻采空区,应提前与地表或与上述采空区崩透,形成“天窗”;强制放顶工作一般与矿柱回采同时进行,且要求矿柱超前爆破;如不进行回采矿柱,则必须崩落所有支撑矿岩柱,以保证强制崩落围岩的效果;1地表强制崩落法处理采空区该方法是利用采空区上方预先钻凿的中深孔或大孔,采用垂直倒漏斗爆破技术,将采空区上方中的岩石崩落,充填并消除采空区;原理是在采空区的正上方采用垂直倒漏斗爆破技术,对采空区进行处理;其一是:从采空区位置全部钻凿好直径为150mm左右的炮眼,其深度直接与采空区穿透,然后用带绳木块对所有炮眼进行堵塞,装入孔内导爆索和一定长度的按氨炸药后,再装填一定长度的隔离矿砂,采用孔内分层爆破,一次爆破长度S}IU米,直到采空区上方岩石完全崩落或填满采空区:其二是在采空区中央,采用多次爆破方法形成天井,以此为自由面和中心,在采空区上方钻凿大孔,然后侧向崩矿,将崩落矿岩填入采空区85a此类方法具有效果好、经济、处理快速等特点,但是缺点在采空区上方进行凿岩,爆破作业时安全性差,易于卡钻等;vCR法地表强制崩落法适用于采空区距离地表较浅,且采空区范围不大的情况,而大深逆向爆破多次成井侧向崩落法适用于距离地表深度大,边界不清,范围较大的采空区处理;C2井下崩落矿柱处理采空区井下崩落矿柱方法是在原有的采空区中,在矿柱的适当位置开凿凿岩铜室,利用原有的巷道,在矿柱中钻凿深孔爆破处理采空区,分为垂直深孔方法与水平深孔方法两种;2.充填法处理采空区对于那些在其上部存在露天采场或有建筑物的采空区,由于地表绝对不允许大面积塌陷;因此,崩落处理采空区的方法不可行,至于对采空区用锚索或锚杆进行加固,也只是一种临时措施,要彻底根除采空区带来的安全隐患.比较可行的手段只能是“充填”;用充填料废石,尾砂充填采空区;用充填料支撑围岩,可以减缓或阻止围岩的变形,以保持其相对的稳定,因为充填材料可对矿柱施以侧向力,有助于提高其强度.常用的充填法有:干石充填法、尾砂充填法、胶结充填法;充填法是利用地表中露天剥离的废石、井一「开采废石或选矿尾砂作为主要充填骨料,建立充填系统,然后通过采空区的钻孔、天井或充填管道将充填料自流或加压充填至井下采空区;用充填法处理采空区,一方面要求对采空区或采空区群的位置、大小以及与相邻采空区的所有通道了解清楚,以便对采空区进行封闭,加设隔离墙,进行充填脱水或防止充填料流失;另一方面,采空区中必须能有钻孔、巷道或天井相通,以便充填料能直接进入采空区,达到密实、充填采空区的目的;充填法用于采空区处理,具有效果好,见效快,充填密实等优点,但是充填法存在施工难度大,成本高,作业安全性差等缺点,在采用充填法处理采空区时一方面要从安全生产的角度,另一方面要从经济的角度加以考虑,选用合理的充填材料和研究经济可行的工艺技术;3.封闭处理采空区随着采空区体积不断扩大,岩体应力的集中,有一个从量变逐渐发展到质变的过程;当集中应力尚未达到极限值时,矿石与围岩处于相对稳定状态;如果在此之前结束整个矿体的回采工作,而采空区即使冒落也不会带来灾难,可将采空区封闭,任其存在或冒落;这是一种最经济又简便的采空区处理方法,但其使用条件比较严格,可用于下列两种情况: 1矿石与围岩极稳固,矿体厚度与延深不大,埋藏不深,地表允许崩落;C 2} 埋藏较深的分散孤立的盲采空区,离主要矿体或主要生产区较远,采空区上部无作业区;在封堵采空区时,要在采空区附近通往生产区的巷道中,构筑一定厚度的隔墙,使采空区中围岩崩落所产生的冲击气浪不至造成危害;因此,构造充分的缓冲层厚度或通往采空区的通道封堵长度是采用封闭法处理采空区的关键;5.采空区处理的辅助手段建立地压监测系统;井下采空区发生大的地压活动之前,一般都有一定的征兆,如地音、地震强度的变化等,通过对这些变化的监控,可以对地压活动进行一定程度的预报;因此为配合对采空区的治理,掌握采场稳定性安全动态,应该对采空区围岩采取一定的现场监测手段;目前监测手段较多,但是较为常用的有岩体声发射监测定位仪、水准测量、多点位移计、压力计、断面收敛测量以及光应力计等监测手段;为监测超大采空区地压活动,提供一种有效方法;1声发射监测定位仪的原理岩体声发射监测定位仪是由北京矿冶研究总院研制的;原理是在岩体声发射过程中伴随着应变能的突然释放,在岩体中产生弹性应力波,由振源传至岩石,通过对弹性应力波的监测和分析,对岩体稳定程度作出判断,该方法主要用于矿山中、短期安全预报;具体是:在采空区周边安装传感器,接收声发射信号;由线路输入监测站仪器,自动记录信号;再用微机进行声发射源定位分析、频谱分析、能级分析等数据处理,确定声发射源的准确位置;当采空区周围岩石受力发生变化时,监测系统便可以接收到信号,井能在较短的时间内分析定位,根据频率和能级,预报采空区的冒落部位及时间以便及时采取措施处理,或撤出人员、设备,确保并下安全生产;方法的选择1.采空区处理方法的选择由于大宝山矿区属于露天与地下联合开采,目前未处理的采空区大量存在,势必影响到露天和地下矿山正常生产Issl;因此,本文通过对采空区数量以及其分布状况的调查和统计,了解到井下存在一定数量体积超大的采空区和采空区群,而且主要分布在露天开采范围以内以及开采层面以下,有的超大采空区和采空区群与目前露天开采层面不到1 OOm 的厚度,直接影响到露天安全生产,2002年发生的“”事故以及“”事故就导致露天开采层面出现巨大的塌陷坑和露天塌陷沟.使得露天停产,造成巨大的经济损失;向时--由于采空区的塌陷出现露天边坡滑坡事故,如2003年的“”事故;根据目前国内外对采空区的处理方法研究和应用情况,对大宝山矿业有限公司采空区的处理方法建议采用隔离、充填、封闭、监测等多种联合处理方法;对I级和II级危险源采空区采用胶结充填、废石干式充填或削壁充填处理,而III级和N级危险源采空区则采用封闭方法处理;因废石干式充填在处理成本上和削壁充填相近,但从处理效果上看则明显优于削壁充填;因此,如条件许可,应尽量考虑采用废石干式充填;2.采空区处理安全措施采空区处理是在地压活动较为频繁的地段作业,因此要特别注意作业人员的安全,为此须注意如下几点：1加强作业地点的地压监测工作;由专职地压监测人员采用各种地压监测手段对重大危险源点以及人员经常出入的地段定期监测,并定期作出稳定性分析及冒落预报工作;<2树立安全警示牌;对不稳定的地段树立安全警示牌,以引起进入人员的注意;3对稳定性差的地段采取措施,以保证作业人员的安全;露天矿采空区复采措施在采空区上作业,给穿孔、采掘、运输等设备的作业带来安全隐患,不慎就会造成机毁人亡;为了杜绝事故发生,防患于未然,在开采前成立采空区作业领导小组,制定详细、稳妥的方案及技术措施,以保证万无一失;1请专业勘测单位用电位仪,对采空区范围及巷道走向进行勘测;2将河槽处井口打开,将河水灌入,使井下高温的极可能着火的煤进行灭火降温,同时在露天采坑内铺设管路,以备排水及灭火用;3对揭露出来的巷道防止着火,不开采时,用沙土及时封堵,开采时将其清除;4加快采空区上部剥离平盘推进;为了保证钻机、挖掘机、运输车辆的作业安全,在煤顶板上部保留4m左右的基岩,保护煤顶、防止空巷塌陷,待上部剥离推进到一定位置推进70 m以上,再开采下部煤层;此时用钻机打超深孔爆破,用液压反铲下挖将保护煤顶的4 m 厚的基岩采掉,同时开采下部煤层5开采下部煤层时,将封堵沙、土清除干净后,将空巷及煤柱幅宽15 m,一次爆破,一次爆破量控制在8 000 t以内,利用l～2 d时间采运完毕,然后及时将露出的巷道上部封堵;6根据勘探确定的采空区范围设置警戒标志,严禁其它设备作业及运行;绝对禁止挖掘机、车辆在采空区煤顶板上作业;7采空区煤层穿孔作业时,钻机采用前进式穿孔作业方式,并利用钻杆进行探查,在钻进3～4 rn时,采用间歇给压,以防空巷打通时,突然压力释放,冲击器空打钻头；冲击提升机构在钻进深度超过4．5 m无空巷时,按正常作业穿孔;如果钻机在前进时,发现前方有空巷,要设标志,钻机退回向上方继续打眼8钻机穿孔后,马上退出,不允许在采空区停留,然后进行爆破;爆破中对空巷顶部的炮孔,采用药包吊住的方法进行爆破,一次起爆;9爆破后立即组织装载机装车外运,在1～2 d采完后,立刻封堵空巷口等上部剥离出一定空间后,再进入下一循环;。

1 工程概况工程名称：金泰源煤矿1#宿舍楼下沉探测采空勘察拟建场地位于灵石县内。

建筑平面尺寸30m×18m。

拟建建筑物的具体位置、地上层数、平面尺寸详见《建筑物与勘探点平面位置图》。

2 勘察目的与要求根据国家现行有关规范，本次勘察的主要目的与要求为：2.1调查拟建场地范围内是否存在采空区及其位置，并对其成因、类型、分布范围，危害程度及其发展趋势作出评价，并对场地稳定性、建筑适宜性、场地和地基的地震效应作出评价。

2.2查明拟建场地岩土层的类型、深度、分布，各岩土层的物理力学性质及工程特性，提供各岩土层的承载力特征值。

2.3查明拟建场地勘探深度范围内地下水的埋藏条件、类型、季节性变幅及规律。

2.4提供经济合理的地基处理方案，对拟采用桩基的建筑物选择合理的桩尖持力层，分层提出各土层的桩周摩阻力与端阻力极限标准值。

3 勘察工作量的布置3.1勘察工作量布置的依据和原则本次勘察主要依据以下国家规范及技术文件：《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年局部修订）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008版）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）《建筑工程勘察文件编制标准》（DBJ04-248-2006）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）设计单位提供的《建筑物总平面图布置图》（1：1000）3.1.1根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）本工程住宅楼重要性等级为二级；地基等级及场地等级为二级，综合确定岩土工程勘察等级为乙级。

3.1.2勘探点沿建筑物的角点及周边布设，勘探点间距控制在30.0m 以内。

勘探孔深度主要依据建筑物的基础埋深、基底压力、预估压缩层厚度和抗震设计所需深度综合确定。

煤矿采空区勘察与治理技术
摘要
煤矿采空区是在煤矿开采所产生的空洞，随着开采的深入，采空区及
其周边地区的稳定性存在着严重威胁，无论是环境破坏还是人员伤亡。

因此，煤矿采空区的勘察与治理技术以及危险因素防控技术都显得尤为重要。

本文首先介绍采空区勘察的基本原理与方法，其次介绍采空区治理技术，
着重强调采空区实施“三面筑垒”技术。

最后，着重讨论危险因素防控技术，包括采空区水位防控、矿井瓦斯抽放工程等技术。

关键词煤矿采空区；勘察；治理；危险因素
1.绪论
煤矿采空区是在煤矿开采所产生的空洞，按煤矿采空区的定义，采空
区是指在块状煤层采煤和抽空过程中，产生的一定形状尺寸的空洞，它可
能会在后期退煤或工程易地垮塌，对煤矿安全管理造成重要的影响。

采空
区的存在可能对采煤开发区域的空间利用、环境破坏、人员伤亡等方面造
成重大的危害，因此，对煤矿采空区进行勘察与治理、加固防护等工作是
煤矿安全生产的重要保障，也是我们把煤矿建设成一支战斗力的重要保障
措施。

采空区勘察与治理的研究具有重要的现实意义。

2.采空区勘察原理及方法。

煤矿立井过采空区探测和治理技术摘要：煤矿资源的持续开发带来的大量开采地区引发了很多工程安全和生态安全问题。

我国煤矿矿区具有类型多样、复杂等特点，工程安全和生态环境安全问题差异明显，综合治理煤矿矿区成为一项涉及稳定变形、环境生态的复杂系统工程。

本文通过对我国煤矿采空区特征的简要分析，综述了现有煤矿矿区开采区探测的主要手段，总结了煤矿开采的治理技术，以促进煤矿开采区管理的可持续发展。

关键词：煤矿立井过采空区;探测;治理技术引言长期开采煤矿区会产生矿区，这可能会影响煤矿开采区的稳定性和地面承载能力，对后期煤矿开采的安全性和矿井规划质量水平也有很大影响。

为此，必须在有效检测煤矿开采区的现实状况、地面稳定性、合理应用合理的物质法、归纳收集相关信息、确保煤矿开采区探测的全面性和基础信息的准确性的情况下，将煤矿开采优化调整和综合维护等工作提上日程。

1煤矿采空区特征分析煤矿开采初期需要抽取地下水，这将导致矿区地下水位下降，地下水位超过固定标准时，矿区地面必然会出现不可逆转的地面沉降问题。

煤炭开采地区地表塌陷和沉降等地质问题加剧，可能会形成煤矿开采区，这对地面的稳定性和各种工程项目的实际建设效果也会产生不利影响。

在煤矿采空区不断恶化情况下，会因为地下水影响而发生连通器效应，矿区周围的地下水会集中到矿井内部，导致煤矿采空区周围地质环境发生一系列变化，矿区地面稳定性和安全性也会受到极大影响。

分析研究煤矿采空区特征，发现煤矿采空区会因为特征、实际表现的差异而表现出三种类型，包括空洞型、充填型和塌陷型采空区三种。

这三种煤矿采空区表现出来的特征存在一定差异，应从煤炭开采情况和采空区实际表现情况入手，有效研究其具体特征。

空洞型采空区主要指严格意义上的煤矿采空区，这种煤矿采空区表现为煤炭或者煤层挖掘完工后产生的废弃坑道或者矿井。

由于空洞型煤矿采空区产生周期比较短，因此发现时并没有出现地下水倒灌和矿井坍塌等问题，可以根据空洞型煤矿采空区现实表现和固有特征确定准确合理的探测方式，强化合理技术和现代化手段在空洞型煤矿采空区探测和地面稳定性维护中的作用。

工程地质知识：采空区勘察包括哪些内容
1、矿层的分布、层数、厚度、深度、埋藏特征和上覆岩层的岩性、构造等。

2、矿层开采的范围、深度、厚度、时间、方法和顶板管理，采空区的塌落、密实程度、空隙和积水等。

3、地表变形特征和分布，包括地表陷坑、台阶、裂缝的位置、形状、大小、深度、延伸方向及其与地质构造开采边界、工作面推进方向等的关系。

4、地表移动盆地的特征，划分中间区、内边缘区和外边缘区，确定地表移动和变形的特征值。

5、采空区附近的抽水和排水情况及其对采空区稳定的影响。

6、搜集建筑物变形和防治措施的经验。

采空区处理方案采空区处理方案为了保障矿山和矿井的安全、可持续进展和环境保护，必需对采空区进行有效处理。

采空区是指采矿过程中剥离的矿石所构成的空间，包括矿柱、矿体上下底面、采矿断层、强度差异较大的煤层、开采过程中遗留下的空洞等。

采空区的存在会对矿山安全、地质环境和生态环境造成不良影响，因此必需实行有效的处理措施。

采空区处理的目的是防止采深造成的地面塌陷和地震等祸害，减缓地下水位下降和化学污染的影响，提高采矿效率和资源利用率，保护生态环境和文化遗产等。

依据采空区的不怜悯况，采纳合适的处理方法可以达到理想的处理效果。

本文将从采空区处理的意义、采空区处理的现状、采空区处理的方法和采空区处理的实施方案等方面进行阐述。

一、采空区处理的意义煤炭是全世界最紧要的能源之一，但是采矿过程会使地下的岩土体结构发生变化，引起地面塌陷和地震等祸害，对人类生命财产造成威逼。

采空区的存在不仅会导致地下水位下降和水质恶化，而且还会对地下和地表生态环境造成不良影响，矿山还会产生大量粉尘、煤矸石和废水等工业废弃物，污染四周的土地和水源。

采空区处理的意义重要体现在以下几个方面：（1）保障矿山和矿井的安全。

采空区的存在会使地下的岩土体结构发生变化，引起地面塌陷和地震等祸害，矿山和矿井的安全得不到保障。

处理采空区可以避开地面塌陷和地震等祸害的发生，保障矿山和矿井的安全。

（2）减缓地下水位下降和化学污染的影响。

采矿过程中，地下水会由于采矿和排水而削减，导致地下水位下降和水质恶化。

处理采空区可以减缓地下水位下降的速度和化学污染的影响，维护地下水资源的稳定和可持续利用。

（3）提高采矿效率和资源利用率。

采空区的存在会使采矿效率和资源利用率降低，处理采空区可以提高采矿效率和资源利用率，加添采矿的经济效益。

（4）保护生态环境和文化遗产。

采空区的存在会对生态环境和文化遗产造成不良影响，处理采空区可以保护生态环境和文化遗产，维护自然生态的平衡。

二、采空区处理的现状当前，煤炭采矿对资源和环境的影响已经成为人类关注的焦点。