采空区稳定性分析与评价 【摘要】如今，随着我国的经济及许多方面都在不断的发展，我们在开采不同矿产资源的过程中遇到的问题也随之暴露出来，比如说北方的冬天要大量的消耗煤炭资源，但是随着 我们对煤炭的大量开采，地下就会形成采空区，我们对资源的开发又不能只局限在地表，那 么在矿区地表建筑物的稳定性就会受到影响。 【关键词】采空区的稳定；分析；稳定性评价； 一、前言 目前我国对不同资源的开发在逐渐的增加，尤其是我们日常所必须的煤炭、铁矿等这类 资源，长期发展下去，我们所面临的采空区面积会不断增加，所以在进行地表建筑物的建造 时就有必要避开这些区域，如果在采空上方建造一些高层建筑物的话就极有可能存在很大的 安全隐患。因此我们就有必要采取措施对采空区进行填充来保证地基的牢固性。 二、采空区稳定性的判断 通常我们在对地下资源进行开发时都会提前考虑这片地区所能承受的开采量，但是有时 为了获得更大的资源开发，我们对地下矿产的利用可能会大于它所能承受的范围。在地下资 源被开采出来后，这片地下区域就被称之为采空区，我们对矿产的开发会导致采空区附近和 地表上覆盖的岩石和土壤结构被破坏，随着时间的流逝，这些从前开发遗留下来的采空区会 通过自然的变化逐渐变得稳定，继而发展成为老的采空区。但是在老的采空区的地表如果建 造新的甚至是高层的建筑后就有很大的可能会打破这种平衡状态，会对采空区的稳定性受到 影响，造成采空区的活化状态，使采空区和它上面的地表结构再次发生移动和变形。这样对 我们新建造的工程和周围的居民安全都会产生不利影响。 现如今，我们对老的采空区进行活化判断的方法有很多。我们可以通过检测建筑物对采 空区的深度的影响来判断建筑物的总体质量、采空区的横跨带以及可能在哪种地方发生断裂，断裂发生的可能性，断裂的地区是否会发生重叠等各种问题，对是否造成采空区的活化有很 大的提示性。科学的检测方法是在工程学的地质手册这本书中具体的讲述了可能造成采空区 活化的临界深度的计算标准公式，根据这个我们可以能否在采空区建造建筑物提出了有利的 依据。 在我国有许多著名的建筑学专家对是否适合在采空区上方建造建筑物提出了不同的见解。比如我国著名的地质建筑研究专家李兵磊教授，他通过对采空区上方建筑物的稳定性利用离 散数值计算的方法进行了分析。他所采取的这些方法主要是对我们在采空区上方建建筑物的 稳定性进行了分析，这些老旧的采空区虽然在经过了长时间的沉淀后也有一定的稳定性，但 是它的沉降的范围仍然在不断的增加，同时也正处于沉降的缓慢过程中并且将会持续很长一 段时间。但是沉降的速度与时间的关系并没有很大的影响，我们所计算的沉降速度与当初对 矿区的开采深度，地表岩石的覆盖程度和开采深度等等有直接的关系。 所以我们在采空区的再利用的过程中，应该对根据时间的影响估计土地沉降的距离，并 对采空区开始被利用和结束的时间做出具体的分析。对于采空区地表的变形估计范围，外国 也有许多专家对这个项目作出了具体的分析，所以对于国内国外研究的综合方面我们目前提 出的采空区的地表移动的计算方法有关于概率的积分计算方法，函数计算方法，和通过曲线 作图方式等等不同的计算方案，在这之中应用的最广泛的是通过概率积分的方法，这项方法 的实用性最强，是目前我们国家应用最广泛的方法。 三、采空区及塌陷分布特征 我们对不同地区的采空区进行了对比和分析，发现不同地区的采空区的范围在矿产资源 发达的地区的采空区范围更广，我们对某一地区的采空区地段做了具体的研究这一地区的采
****矿区采矿区治理 可 行 性 报 告 ********矿业有限公司 二〇一六年十一月二十一日 建设单位：****矿业有限公司 编制单位：*****矿业有限公司 法人代表：* 项目负责：* 项目审核：* 报告编写：*
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1 项目概况 项目名称：* 建设地点：** 项目性质：采空区治理工程 建设年限：2017年2月——2018年3月 建设内容及规模： 范围内矿体采场顶板加固2620m2； （1）位于断层破碎带F 107 （2）位于断层破碎带F 范围内的矿柱加固1890m3（32个）； 24 充填量50000m3 （3）二中段采矿区充填46000m3； （4）三中段采矿区充填39000m3。 投资估算：总投资500万元。 （1）项目建成后，断层破碎带F107范围内的矿体可全部采出，相当多采7万吨汞矿，按开采期限2.5年计，每年多产矿石3万吨，矿石价格以1000元/吨计，年销售收入在现有基础上增加350万元。 （2）采场及运输巷注浆后，可减小涌水量150m3/h，每日可节约32400度用电，每年可节约抽水费用60多万元。 （3）主运输巷注浆加固后，可继续安全使用，无需重开凿新运输巷，运输巷按照500m总量，每米运输巷施工费2800元计算，可节约投资140万元。 （4）采空区充填后，地下水位有可能逐步上升，解决矿区周边村寨多年来饮用水困难的问题，产生良好的社会效益。 （5）降低地面塌陷几率，减少地质灾害治理费用。 报告编制依据： （1）《中华人民共和国矿产资源法》； （2）《中华人民共和国矿山安全法》； （3）《中华人民共和国安全生产法》；
（4）《冶金矿山采矿设计规范》； （5）《金属非金属地下矿山安全规程》（GB16424－2006）； （6）《爆破安全规程》（GB6722－2003）； （7）《安全生产条例》； （8）《****矿区资源储量核实报告》； （9）《****开采设计方案》及图纸。 2 项目建设背景及必要性 2.1矿山概况 (1)矿山基本情况 贵州省铜仁地区****矿业有限公司于2004年成立，前期开发铜仁汞矿乱岩塘汞矿体内的矿床，2005年动工， 2007年4月竣工，经铜仁地区安全生产监督管理局验收后投产。 ****可分为三个块段，即乱岩塘块段(F107断裂北盘)，大坪块段(F107断裂南盘～Fl05断裂附近)及油房喇－－阴山朗块段(F105断裂附近～F24断北盘)。 2010年底，****矿区乱岩塘汞矿F107断裂以北的矿体基本全部采完，为了有效的开采F107断裂南盘～Fl05断裂之间的矿体，2008年~2009年先后请长沙矿山研究院对F107断裂进行不良地质体的研究，并提出相应的治理方案，但因F107断裂含水量大，进行帷幕注浆存在一定的安全隐患，决定放弃通过F107断裂回收乱岩塘矿床F107断裂以南的矿体。 2011年4月，委托贵州创新矿冶工程开发有限责任公司对附近对****乱岩塘汞矿F107断裂南盘～Fl05断裂之间的矿体开采方案进行设计，充分利用****现有的工程设施，进行了《贵州省****开采方案设计(变更)》设计。 矿山采矿方法采用房柱法，后退式回采；轻型风动凿岩机爆破落矿；局部木料支护；机械排水；机械抽出式通风方式；矿车运输。矿山所采矿石直接运至距离矿山1.5km的黄土坡选冶厂深加工。矿山设计损失率15%；贫化率5%。 （2）交通位置
迁安市长城金矿采空区安全风险 专项辨识与管控措施 一、矿山基本情况 迁安市长城金矿位于迁安市城区北东21km，建昌营镇军屯村北，行政区划隶属于迁安市建昌营镇管辖。 迁安市长城金矿1994年建成投产，初期仅在近地表开采，于2004年初进行生产勘探工作，2005年6月转入地下开采。 二、矿山地质概况 该区所处大地构造单元为华北地台（I）燕山台褶带（II）马兰峪复背斜（III）遵化穹褶束（IV）东部的楔形断块南缘。区内地质构造复杂，岩浆活动强烈。 本区地质构造复杂，裂隙发育，地下水在潜水面以下互相连通，初步确定矿区水文地质条件为复杂型，工程地质条件为复杂型，环境地质条件为中等偏复杂 本矿区共圈定8个矿带，44个矿体，矿体分布于I、II、IV、V、VI、VIII矿带中，呈北西向彼此大致平行排列。只有III、VII矿带未形成工业矿体。 矿区内大部分矿带受断层或构造破碎带控制，矿体赋存于矿带之中。矿体厚度0.18m～4.80m，倾角40-85°，长度115~195m。 三、矿山开采及采空区状况 迁安市长城金矿采矿方法为浅孔留矿法，现开采两个中段，88m（90m）、108m(110m)中段，采空区规模小、比较独立、分散，
采高6-15m不等，采空区体积总计5150m3。 采空区现状一览表 2015年1月矿山委托中钢集团工程设计研究院有限公司编制了《迁安市长城金矿采空区处理方案》，根据采空区状况，设计采用封闭法处理采空区。 实际，矿山在开采过程中产生的废石不出坑直接充填采空区；矿块回采结束后，对于较小的采空区采用封闭法处理，对于相对较大的采空区采用废石充填法处理。 四、采空区安全风险辨识 本矿山为倾斜或急倾斜薄矿体，矿体厚度0.18m～4.80m，倾角40-85°。采空区规模不大，采空区距离地表均在30m以上，矿山开采后对矿区的地表环境破坏不大；采空区地压活动较小，对矿井安全生产影响不大。
通化县远程矿业有限责任公司西部采区采空区治理情况报告 编制单位：通化县远程矿业有限责任公司
目录 一、通化县远程矿业有限责任公司概况--------------------------------------1 1、矿区位置、交通及地理概况-----------------------------------------------1 2、企业性质及隶属关系--------------------------------------------------------1 3、背景项目-----------------------------------------------------------------------2 二、西部采区概况---------------------------------------------------------------3 三、金属非金属地下矿山采空区治理必要性------------------------------4 1、采空区现状及其对矿山重要设施的影响-------------------------------4 2、采空区治理及依据----------------------------------------------------------5 四、采空区治理方案实施-----------------------------------------------------6 1、安全生产管理体系----------------------------------------------------------7 2、员工学习采空区治理方案-------------------------------------------------7 3、安全技术措施----------------------------------------------------------------7 五、充填工艺--------------------------------------------------------------------9 六、采空区治理过程-----------------------------------------------------------9 七、采空区充填成果-----------------------------------------------------------12 八、结论--------------------------------------------------------------------------12
威海晶合数字矿山技术有限公司 采空区在线监测及预警系统的解决方案 一、系统简介 矿山安全技术研究所研制的采空区稳定性全自动化网络监测系统，通过监测采空区围岩和支护结构的应度地降力、应变、位移信号，对多种参数进行综合监测与集成分析，最大限度的实现各种监测指标的互补，从而大幅度降低了监测系统的成本，提高了灾害监测的准确性，实现了采空区灾害的实时监测与预警。 二、功能介绍 2.1、监测原理 采空区产生冒落、地面的沉降、变形、山体滑坡、坝体失稳等现象的根源在于原有应力体系的平衡被打破，岩体重新寻找应力平衡。简单来说，应力平衡被打破才能失稳，进而发生位移。应力的变化必定在位移这个结果发生之前，应力变化是因，位移变化是果。因此可以利用失稳前的应力变化来监测岩体的稳定性。对于边坡稳定性监测，可以自地表向边坡内进行钻孔，孔底须超过破裂滑动面若干距离，当山体滑坡前钢绞线的应力必定产生变化。 2.2系统构成及特点 系统分为监测终端模块和监测中心模块。监测终端模块安置在野外或井下，包括：压力传感器、分控设备、数据传输模块、供电模块等。 监测中心模块安置在办公室内，包括：服务器、监测软件、主控设备、传输设备等。 应力监测是根据采空区地质构造，结合岩土力学结构知识，确定最易发生、最先发生、最应该被监测的点，积点成线、积线成网，从而实现对整个采空区的网状监测。 三、系统特点 1、实时性
监测中心与监测终端信道独立，终端数据可实时传输至监测中心，不会有信息滞后的情况产生。 2、在线性 系统采用B/S结构模式，通过web浏览器访问系统。保证即使异地，也能随时掌握监测相关信息。 3、可靠性 服务器拥有独立的数据库系统，并且具有RAID双硬盘自动备份功能，同时支持网络备份。 4、三维展示 采用真实三维模型，准确直观的显示所监测位置的应力情况。 2.3应力监测系统说明 （1）整体界面 系统界面采用真实三维展示，所有实体为真实三维模型，全面展示了整个矿区的形态，同时提供矿区漫游等模式，更加直观、立体。
废弃煤矿采空区勘查与稳定性评价 [摘要]本文利用地质学、工程地质学和地球物理学等有关学科知识，采用地质调查、工程物探以及钻孔技术和室内试验等分析技术，查明废弃煤矿区的采空区的特征，在此基础上结合相关地质环境资料，对采空区稳定性分析评价。 [关键字]采空区勘查评价 0 前言 在我国存在很多因采矿形成的地下采空区，甚至有相当多的不规范开采形成的采空区，往往没有地下采空区的资料，采空区的分布、规模及稳定性难以判定，因此，在土地资源丰富时，往往不考虑在采空区上部地面进行相应的建筑。随着人类社会的不断发展，土地资源持续性短缺问题将会日益突出，如何有效地勘查和评价那些废弃采空区岩土体的形变特征、物理力学性质的变化及其影响范围和影响程度，进而选择科学合理的防治措施，对于有效利用土地资源，缓解土地资源供需矛盾具有重要的理论和现实意义。 1 项目概况 勘查区位于临安市青山湖街道太阳湾青山湖正北面，坐北朝南，背山面水，呈半岛状嵌入湖面。场区地貌属剥蚀丘陵及山前沟谷地带，山势低缓，沟谷发育。规划在该区进行开发利用，根据地质环境条件及地质灾害的初步调查，拟建场区多处发现有因二十世纪六十～八十年代采煤形成的采空区引发的地面塌陷、地裂隙和地表变形等地质灾害，需对采空区进行勘查和评价。 2 工作方法 在收集勘查区相关地质环境资料基础上，采用地质调查与测绘、物探、钻探、室内试验等研究方法获取有关资料并进行综合分析评价。 3 地质环境条件 勘查区属亚热带季风气候，四季分明，温暖湿润，雨量充沛，南侧南侧青山湖水域。地层岩性主要为震旦系下统志棠组（Zaz）砂岩、细砂岩、青灰色粉砂岩、粉砂质页岩，四里亭组（Zas）砂质页岩、含砾砂质页岩、含砾砂岩，西尖山组（Zbx）细砂、粉砂岩，寒武系下统荷塘组（∈1h）炭质页岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩及煤石层以及第四系松散堆积物等。区内褶皱形式总体表现为一破向斜构造，褶皱轴线呈北东50°展布，南西被青山水库淹没，受后期构造影响，向斜构造被断层所切，几何形态不完整，局部发育有浅状起伏、宽缓褶曲和小褶曲等。受区域构造影响，勘查区断裂构造为6条近似平行的北东向压性断裂。 4 矿床特征及开采概况
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 金属非金属矿山采空区的现状与治理对策分析 作者：李付强童永杰 来源：《中国新技术新产品》2013年第12期 摘要：本文主要对我国金属非金属矿山采空区的现状和存在的问题及原因作出了分析， 指出我国金属非金属采空区最严重的隐患是建材和化工矿山所形成的连续分布采空区；大中型采空区主要分布在有色和治金矿山区；热点矿区采空区的安全隐患最严重，治理起来最困难；采空区治理的关键在于制定出有关政策和建立起相关激励机制，并从政策导向、技术保障和治理措施等方面论述了治理采空区的对策。 关键词：金属非金属矿山区；采空区现状；采空区治理；安全监制 中图分类号：TD21 文献标识码：A 我国金属非金属矿山采空区分布点多面广，管理者和从业人员素质参差不齐，装备水平低，开采技术落后，安全监管难度大。我国有大量金属非金属矿山采空区未得到处理，特别是非法无序的乱采滥挖留下了许多不明采空区，致使矿山开采条件越来越恶劣，严重影响矿山的生产和安全。 1 采空区的现状和存在的问题及其原因分析 我国矿山采空区的分布十分复杂，采空区的分布、特征等主要与矿体的存在状态、采矿方法、采场结构等有关。 （1）矿山企业对采空区存在的危害性和采空区治理的重要性没有一个深入的认识，同时，受短其经营行为和经济利益的驱使，矿山企业对采空区所存在的隐患不愿投入资金对其进行治理，致使采空区长期积压。 （2）矿权设置重叠，相关责任人界定不明确。1980年代以来，非法无序的挖采现象严重，对留下的大量不明采空区没有及时采取治理措施，加上有的矿山矿主更替频繁，使其责任主体不明确，累积多种采空区治理问题，致使采空区的隐患越来越严重。 （3）矿山技术力量薄弱，不能有效的实施采空区治理工作。虽然我国矿业发展迅速，但矿山专业技术人才十分缺乏，甚至有很多的小型和民营矿山没有专业的技术人员，因此很难对采空区展开治理工作。 （4）部分中小型矿山开采不规范。我国中小型矿山或民营矿山中存在着普遍的无正规开采设计或不按设计施工的现象，随意采矿，形成的采空区相互重叠、交错。
矿井采空区防治水方案及安全技术措施 为进一步加强煤矿防治水工作，有效防止水害事故发生，结合我矿实际，特制定本矿井采空区防治水方案及安全技术措施。 一、矿井概况 海湾煤矿位于陕北侏罗纪煤田神北矿区海湾井田内。井田内除海湾煤矿外，还有内蒙古伊泰集团有限公司神木二道峁煤矿（已关闭）、神木县孙家岔镇阳崖煤矿、神木县孙家岔后塔煤矿（已关闭）、神木县孙家岔镇大湾煤矿、神府经济开发区王才伙盘煤矿等国有、地方小煤矿（见矿权设置示意图）
二、矿井及周边老窑水分布状况 海湾煤矿2012年6月前，主要开采5-2煤层，2012年6月后计划开采4-2煤层，目前处于4-2煤层的开采阶段。但是井田范围内及其周边生产小矿12个，主要开采的煤层以2-2煤层、3-1煤层、4-2煤层、5-2煤层（表1-1、图1-2），经长期的开采已经形成大面积的老空区。3-1煤层、4-2煤层、5-2煤层采空区基本上已经大面积积水，积水深度一般在0.4～0.7m左右。 表1-1 海湾井田及其周边小矿开采煤层统计表 5-2煤层采（老）空区，井田范围内自身开采的采空区主要位于井田南部，周边小矿开采的范围主要位于井田东南部以外的三道峁、燕家塔和神广煤矿井田范围内，总积水面积2647244.40m2，总积水量178846.88～312982.04m3（表1-2、图1-3）。 表1-2 海湾井田及其周边小矿5-2煤层采（老）空区积水统计表
三道峁煤矿427440.49 0.40 0.70 170976.20 299208.34 燕家塔煤矿447117.21 0.40 0.70 159711.07 279494.37 神广煤矿233574.06 0.40 0.70 93429.62 163501.84 海湾一井1539112.64 0.40 0.70 615645.06 1077378.85 总计2647244.40 0.40 0.70 178846.88 312982.04 图1-3 海湾井田及其周边小矿5-2煤层采（老）空区积水范围示意图4-2煤层老空区积水主要位于哈特兔、大湾和后塔煤矿井田范围内，总积水面积1395421.38m2，总积水量558168.55～976794.97m3（表1-4、图1-4）。 表1-4 海湾井田内4-2煤层采空区积水统计表 井田名称积水面积（m2）积水深度（m）积水量（m3）
1、治理方案选择 依据《矿山开采沉陷学》理论及煤矿“三下”采煤经验，结合国内多个采空区治理工程实践，通常采用条带式注浆法和全胶结注浆法。 条带式注浆法是在采空区影响范围内，在采空区形成类似煤炭系统的“保安煤柱”，起着支撑采空区及上覆岩层的作用，该方法材料用量较小，但施工相对复杂。 全胶结注浆法是在采空区影响范围内，按一定孔距和排列方式，布设足量的注浆孔，用钻机成孔，通过注浆泵、注浆管，将水泥粉煤灰浆注入采空区及上覆岩体裂隙中，浆液经过固化，胶结岩层裂隙带，同时采空区的浆液形成的结石体对其上覆岩层形成支撑作用，阻止上覆岩层的进一步冒落塌陷。全胶结注浆法已在国内多个采空区治理工程中取得了成功的经验，该方法施工相对简单，安全性高，施工工艺成熟，施工易于管理，但缺点是材料用量较大。 两种方法比较，本次注浆采用全胶结法。 2、采空区注浆治理范围 2.1采空区治理长度 治理长度为铁路路线走向上采空区（空洞）实际分布长度。当采空区煤层较厚，地表变形破坏严重，采空区治理长度应考虑增加覆岩移动角影响范围内的治理长度。 2.2采空区治理宽度 采空区治理宽度可按如下公式计算：
①倾斜岩层时路线与岩层走向平行或者斜交： L=D+2B+（2h ctgφ+H下ctgβ‘+ H上ctgγ’） ②水平岩层时： L=D+2B+2（h ctgφ+H ctgδ） 式中：L——垂直铁路中线的水平方向宽度（m）； D——铁路路基底面宽度（m）； B——路基维护带一侧的宽度（一般为10m）； h——上覆松散层厚度（m）； H——采空区上覆基基岩厚度（m）； φ——松散移动角（°），一般取45°； δ——走向方向采空区上覆基岩移动角（°）； β‘——下山方向采空区上覆基岩移动角（°）； γ’——上山方向采空区上覆基岩移动角（°）； 2.3采空区治理深度 采空区治理深度一般不小于采空区底板深度。 4、采空区注浆体积与注浆量 采空区空隙体积为拟处理采空区范围内的矿层体积乘以回采率，并扣除采空区因顶板冒落已经产生的变形。 全胶结注浆治理的实质就是以水泥粉煤灰浆液对采空区空隙体积进行充填和固结。 总注浆量可按下式估算： C V K m S A Q η??? ? ? ? =
附件1 金属非金属地下矿山采空区专项整治隐患排查表企业名称经济类型 矿山名称安全许可证号 矿山地址市（州）县乡（镇） 法定代表人办公室电话移动电话 安全负责人办公室电话移动电话 开采矿种设计生产规模吨/日已开采年限 三下开采□水体下开采□建筑物下开采□铁路下开采□不是三下开采设计最大开采深度（米）当前最大开采深度（米） 矿体形态 矿体厚度（米）矿体倾角（度） 围岩稳固程度上盘围岩：□很稳固□稳固□中等稳固□不稳固□极不稳固下盘围岩：□很稳固□稳固□中等稳固□不稳固□极不稳固 矿体稳固程度□很稳固□稳固□中等稳固□不稳固□极不稳固采矿方法 设计选用的采矿方法： 实际采用的采矿方法： 采空区情况采空区处理方式□充填□崩落围岩□矿柱支撑□封闭隔离 采空区总量米3 已处理的采空区 体积 米3未处理的空区体积米3单个最大采空区 体积米3 单个最大采空区暴 露面积 米2地表是否有塌陷□是□否
检查人（签字）： 被检查单位负责人（签字）： 注：一式三份，一份检查单位存档，一份送被检查单位，一份送直接监管行政部门 敲帮问顶方式 □人工 □撬毛台车 地压监测情况 □安装有地压监测系统 □安装有变形监测 □对地表沉降进行了监测 空区现状图 纸更新情况 □及时填绘图纸 □未及时填绘图纸 空区隔离保安矿柱 □按设计要求留设 □未按设计要求留设 现场作业及 空区管理情况 采场矿柱应按设计要求留设。 □是 □否 采用留矿法、空场法采矿的矿山，应按照设计要求及时处理采空区，严禁出现大面积未处理的采空区。 □是 □否 采用空场法采矿嗣后充填的矿山，采空区应及时按设计要求充填。□是 □否 采用崩落法回采的矿山，覆盖岩厚度应符合设计和规程要求。□是 □否 空区应设置隔离设施和警示标志，禁止人员进入老窿及采空区内采矿。□是 □否 采空区是否存在积水。 □是 □否 存在突 出问题 执法措 施与 建议
一、工程概况 （一）工程位置及采空区分布情况 太原至晋城高速公路长治至晋城段煤矿采空区治理工程项目第二十一合同段，位于金村镇和牛匠村之间，需要治理的采空区包括铺头煤矿采空区、东南蜀煤矿采空区、西田石煤矿采空区、茶园~牛匠煤矿采空区等4处采空区治理工程，集中分布于拟建公路K82+400—K92+700两侧。 各采空区的分布情况如表1-1所示。 第二十一合同段采空区分布情况表 表1-1 （二）地形、地貌、地震简况 煤矿采空区治理工程位于基岩中、低山区，区内山梁、山坡、冲沟、河谷纵横，海拔900~1070，地形相对高差在50~80m 之间。 采空区地层主要为石炭系山西组和太原组煤系地层，岩层总体向南缓倾，倾角5°~6°；主要岩性为灰、深灰色中、细粒岩、屑长石砂岩，长石石英砂岩，灰黑色、黑色泥岩，含9#、15#两个可采煤层，煤层厚度1.0~6.7m ，煤层埋深27.2~77.15m ；第四系松散沉积物厚度0~20m 。 据《山西省工程地震设防烈度图》，本区地震基本烈度为Ⅵ度。其表现特征主要是受周围地震活动的影响，轻度有感地震频繁，但震级较低，多在4级以下。 （三）水文与气象简况 煤矿采空区治理工程所处区域为大陆性暖湿带半干旱气候，冬季寒冷少雪，春季序号 采空区 名称 位置 影响线 路范围 治理采空区面积 m2 剩 余变 形值 % 风化带厚度m 土层 厚度m 埋深m 矿层倾角 ° 剩余 空洞 体积 % 最大 最小 最大 最小 最大 最小 长度 m 宽度 m 1 铺头 煤矿 K82+400~ K82+700 168 160 27000 40 13.7 9.9 20 0 52.7 45.2 ∠6 14904 77.15 27.2 2 东南蜀 煤矿 K83+500~ K83+680 131 80 11080 15 17.3 0 40 ∠5 1803 3 西田石 煤矿 K90+900~ K91+700 748 70 50400 40 12.5 10.1 0 50 59.4 ∠5 18144 21.5 62.5 4 茶园~牛匠 煤矿 K91+900~ K92+700 686 90 63800 40 13.2 8.9 10 0 62 59 ∠5 9953
Mine Engineering 矿山工程, 2018, 6(1), 37-43 Published Online January 2018 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/me https://doi.org/10.12677/me.2018.61006 Design of Monitoring Scheme for Mined-Out Area Jinpeng Liu1, Longhu Wang1, Fanling Zha2 1TongLing HUAJIN Mining Limited Liability Company, Tongling Anhui 2TongLing LIFAN Automation Equipment Company, Tongling Anhui Received: Jan. 4th, 2018; accepted: Jan. 18th, 2018; published: Jan. 30th, 2018 Abstract With study of the current situation and management strategies for the domestic underground goaf filling, a variety of ground pressure and displacement monitoring programs were examined by Tongling Huajin Mining. The strategies were tested according to the characteristics of the small goaf area and irregular shape of Tongling Huajin Mining, as well as based on the site investigation of the mining goaf and the underground mining management, in order to maintain the solid con-trol of the construction process and safety. The overall analysis raised potential concerns over the high cost of the microseismic monitoring, the lack of the construction mobility, as well as the ob-stacles in constructing roadway convergence and gob crack monitoring with their high risks asso-ciated. After continuous studies, a portable, contactless and easy-implementing program was spe-cially designed to facilitate the on-site monitoring at the off-site base. The program successfully built an underground goaf monitoring network, clearly defined the objectives of the monitoring, and well established an online, automated and all-weather monitoring standard. This project shows that the monitoring program can provide the stability data of the surrounding rocks, to support the mine blasting and roadway construction, thus to ensure the construction safety. Keywords Underground Mining Goaf, Radar Supervision, Displacement Detection, Automated Network Monitoring 采空区监测方案设计研究 刘金鹏1，王龙虎1，查繁陵2 1铜陵华金矿业有限责任公司，安徽铜陵 2铜陵市力凡自动化设备有限责任公司，安徽铜陵
目录 第一章治理方案.................................................... - 2 -第一节治理方案................................................ - 2 -第二节治理流程................................................ - 5 -第二章治理范围.................................................... - 6 -第一节批复范围................................................ - 6 -第二节治理范围................................................ - 6 -第三章治理工艺及设备.............................................. - 8 -第一节剥挖工艺................................................ - 8 -第二节设备选型 ............................................... - 8 -第三节设备数量............................................... - 11 -第四章治理程序................................................... - 15 -第一节拉沟位置............................................... - 15 -第二节开采程序............................................... - 15 -第五章剥挖方式................................................... - 15 -第一节残煤回收方法........................................... - 15 -第二节残煤采煤方法........................................... - 15 -第三节开采参数............................................... - 16 -第四节工作面作业方式......................................... - 18 -第六章爆破工程................................................... - 19 -第一节穿孔方式，穿孔机类型................................... - 19 -第二节爆破方法............................................... - 19 -第三节爆破参数的确定......................................... - 20 -第四节二次破碎............................................... - 21 -第五节起爆方式............................................... - 21 -第六节爆破材料消耗量......................................... - 21 -
高速公路下伏采空区稳定性分析及治理措施 高速公路下伏采空区稳定性分析及治理措施 摘要：采空区塌陷是矿区普遍存在的地质灾害，而如果在采空区上修筑高速公路，采空区的稳定情况对线路的安全就变得更加重要。本文运用结构力学方法对采空区进行了稳定性评价，介绍了采空区治理措施，并结合国内外下伏采空区问题的研究现状，提出进一步研究方向。 关键词：采空区，公路，稳定性评价，治理措施 中图分类号： X734文献标识码：A 文章编号： 1 引言 地下矿体资源采出后，采场上方岩土层乃至地表将会出现较大范围的采空区。由于采空区已经削弱或破坏了上覆岩土层的稳定性，若在其上修筑公路或铁路，覆岩破坏部分还要发生再变形、再破坏过程，这就面临采空区塌陷导致的路基失稳与破坏问题。因此，在了解覆岩破坏规律基础上，通过勘察采空区特征及分布情况，研究采空区稳定性的评价理论并制定合理的治理措施，是实际工作中必须解决的问题。 2 采空区特征 2.1 采空区基本概念 所谓采空区是指地下矿体采出后所留下的空间区域。当矿体（如煤、金属矿石等）从地下被开采出来后，上覆岩体失去支撑而导致平衡破坏，应力重分布，以期达到新的平衡。在此过程中，采空区上部岩体变形和移动会向上波及到地表，并形成地表移动盆地。[1] 2.2 采空区采动覆岩的“三带”划分 （1）垂直分带，自下而上分别称为：冒落带、裂隙带、弯曲带。 （2）水平分带，从左往右分为1区、2区、3区，如图1。 3 采空区勘察
由于年代久远、不规范的老采空区的存在以及矿区地质的复杂性，使我们琢磨不透研究区内采空区的特征及分布情况，这就使采空区的勘察工作变得非常重要。采空区勘察主要包括三个步骤：调查、物探、钻探。 调查是通过现场的调查访问，初步了解开采区域煤层厚度范围和煤层倾角范围，查明研究区域的停采时间，开采方式和顶板管理方式。 物探主要是是根据对探测目标体的分析和现场探测环境限制，参考相应规范要求，采用高密度的电阻率映像法和高分辨率地震声纳法进行综合探测。通过物探可以初步得到探测区采空区深度和分布情况，判断采空区的填充状态，推断采空区的高度。 钻探则是根据物探成果，在可能的采空区范围内布设钻孔，来复核物探结果。[2] 4新建公路下伏采空区的稳定性评价 4.1 采空区顶板稳定性评价 该方法为《岩土工程手册》中采用的方法。[3]认为采空区开采前，岩体内部应力是平衡的，一般情况下，只存在垂直压应力和水平压应力，用式4-1和4-2表示： (4-1) （4-2） 式中： ――上覆岩层的重度（KN/m3）； H――矿层顶板埋藏深度（m）； ――矿层的内摩擦角（）。 如图2所示 （4-3） （4-4） （4-5） (4-6) 式中：Q――单位长度顶板所受压力(KN/m)； G――单位长度项板岩层所受的总重力(KN/m)； F――单位长度侧壁的摩阻力(kN／m)； P――楔体ABM和CDN作用在AB和CD面上的主压力最大值
晋城市煤业采空区治理方案(2)
山西晋煤集团晋圣坡底煤业有限公司 主斜井井筒下部采空区治理工程 施 工 方 案 施工单位：河南泰吉通工程建设有限公司 编制日期: .04.09
第一章概况 第一节工程概况 一工程概况 山西晋煤集团晋圣坡底煤业有限公司位于晋城市西北5km的坡底村。距晋煤集团约20km。行政区划隶属晋城城区西上庄乡管辖。 井田距晋城市西环路约2km, 有简易公路与之相连，距太焦线晋城北站10km，距晋焦高速公路约20km，交通较为便利。 根据现场调查及钻探验证以后确定，在拟建主斜井区域地下存在采空区，特别是明槽段与暗槽段相邻处30米长度范围内采空区在井筒底板以下且距离较近，该段采空区埋深于自然地表以下约25～33米，对主斜井井筒影响较大，急需进行治理。 经调查，该区域曾进行过小窑开采，煤层开采及井下巷道分布情况不明。 在钻探验证的基础上，我单位进行了采空区治理方案的编制。 二气象及主要水系 治理区为暖温带湿润大陆性季风气候，四季分明，春季干燥多风夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季寒冷少雨。 井田内河流不发育，大小冲沟平时基本干枯无水，只有雨季时才有短暂洪流沿沟谷由西向东、东北，由中西部向南排出井田后，汇入
白水河及其支流，白水河向东南注入丹河，丹河一路向南在河南省与沁河汇合，向东注入黄河。 三地形地貌 井田地处太行山脉南段，沁水盆地的南缘，地貌上属侵蚀山地，地形起伏不大，以低山丘陵为主。区内沟谷发育，黄土大面积覆盖。最高点为矿区东南部边界，海拔+938m，最低点位于矿区北部，海拔+788m，最大相对高差150m。 四施工条件 ⒈交通：拟建场地距晋城市西环路约2km,，交通便利。 ⒉通讯：项目部配备多部手机，通讯方便。 ⒊居住条件：已解决。 ⒋施工用电：已解决。 ⒌施工用水：已解决。 第二节场区工程及水文地质条件 一、地层 井田位于沁水煤田晋城煤炭国家规划矿区东南部。井田内地层由老至新为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组广泛被第四系黄土覆盖。根据以往地质资料，对相关地层简述如下： （1）奥陶系中统峰峰组（O2f）
煤矿采空区场地稳定性评价方法探讨 摘要：由于矿藏的开采，形成大范围的地下空洞区域，这个区域就称为采空区。采空区稳定性问题是一个复杂的系统，受多种因素影响和控制，如地质构造、水文地质与工程地质、开采技术条件等等。采空区稳定性问题在国内外属于一个比较新的课题，目前尚处于起步阶段。但是许多学科的发展为其深入研究提供了新的研究契机。从丰富岩石力学内容，将理论的发展转化为生产力的角度出发，本课题的研究也显得非常迫切，也具有很高工程实用价值。 关键词：煤矿采空区场地稳定性评价 采空区的存在，给工程建设埋下了极大的隐患。在国内，对于采空区，工程建设时，由于在开采时技术管理的不规范和在对采空区稳定性评价的手段上存在一定难度，多数情况下采取绕避措施，造成了投资和土地资源的极大浪费。随着我国经济的迅猛发展，工业和基础设施建设的数量和范围也在不断的扩大，土地资源显得日益紧缺，大多数采空区还处于闲置状态，为了最大化的重新利用采空区地表，加强对采空区稳定性研究和处治显得日益紧迫。 一、影响煤矿采空区场地稳定性的因素分析 1.1 煤矿采空区覆岩的石岩组类型 覆岩力学性质是对采空区下沉影响程度较大的因素，我国的煤矿开采实践也表明：岩体越坚硬，地表下沉系数的值就越小。由于破碎的岩体具有分形的几何特性，因此，可以用小尺寸的破碎岩体(数十毫米级)模拟大尺寸的破碎岩体(数十米级)。为了模拟近似实际的矿山压力，采用伺服机实验设备，可以达到实验要求。而只要满足了几何相似和应力应变相似，即可进行相似模拟实验。软硬岩石高压固结模拟实验结果表明：①覆岩的力学性质和结构特征对沉陷变形的影响很大，软岩比硬岩更易被压缩变形，故在软岩厚度大的采空区，地面沉降量会相对较大；②地下水的浸泡可使软岩产生更大的附加沉降，故煤层顶板中较厚的软岩会导致固结沉陷速度加快，沉降量增大，采空区稳定性变差；③覆岩主要为硬岩的条件下，沉陷稳定的时间较长，若覆岩主要为软岩，则沉陷稳定的时间较短。 1.2 煤矿采空区的面积及开采倾角 采空区范围的大小可以决定地表移动过程中发展的程度以及地表移动盆地的形状和大小。采空区的面积对移动角有一定影响，一般来说岩层移动角随着采
金属非金属矿山采空区专项治理工作实施方案 我市矿产资源丰富，开采历史悠久，随着时间的推移，地下开采矿山不同程度地形成大量采空区。为进一步加强地下矿山采空区的监督管理工作，加大采空区隐患的排查治理力度，防止采空区引发冒顶、片帮、地表下沉等重特大生产安全事故的发生，结合我市实际，特制定本方案。 一、工作目标 通过采空区专项治理工作，查清我市各地下矿山矿权范围内采空区的状况，进而提出综合治理办法，健全和完善采空区监督管理体制，消除已存在采空区隐患，促进企业建立和完善采空区管理制度，加强地下矿山安全技术管理和现场管理水平，从源头上控制新采空区的出现，利用2－3年的时间，有效遏制由采空区导致的重特大安全生产事故。 二、工作范围和重点 这次采空区专项治理工作的范围是全市各地下开采铁矿、金矿矿权范围内采空区，重点做好矿权范围内影响地下矿山安全生产和地表建筑物、构筑物的采空区的排查治理。 三、采空区的勘查和治理 各矿山企业要对矿权范围内的采空区进行调查或核定，填绘井上井下对照图，明确标注采空区实际位臵、范围、面积数量及形成时间，标注与井上建筑物、构筑物及重要设施
的关系，标注与井下作业现场的关系，建立采空区基本情况数据库。对本企业矿权范围内空区不明的，要委托有资质的勘查单位核实。 在对采空区调查摸底的基础上，按照“轻重缓急”的原则，聘请有关专家或有资质单位，对矿区范围内的采空区进行稳定性分析论证，编制治理方案和应急预案，采取有效措施进行治理。采空区整治方案内容包括： 1、矿山企业基本情况； 2、采空区的现状及其产生原因； 3、采空区的危害程度和整改难易程度分析； 4、采空区的治理方案。其内容包括：（1）治理的目标和任务；（2）采取的方法和措施；（3）经费和物资的落实；（4）负责治理的机构和人员；（5）治理的时限和要求；（6）安全措施和应急预案。 5、附井上下对照图。 四、采空区专项治理工作时间进度和工作安排 采空区专项治理工作分三个阶段进行，从现在起至2009年底完成治理任务。 （一）调查摸底、制定方案阶段。各县市区要结合本地实际，制定工作方案，全面进行动员和部署工作，同时要组织辖区内各地下开采矿山企业，根据本矿实际，调查核实采空区规模、稳定性，填写《金属非金属地下矿山采空区情况
