《采空区的勘察设计与治理技术》规范
露天煤矿关于采空区勘探与治理技术及其方法
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。
《采空区的勘察设计与治理技术》规范
《采空区的勘察设计与治理技术》规范一、引言采煤是我国能源资源开发的重要方式之一，但同时也会产生大量的采空区。
采空区是指在煤炭开采过程中，当一个或多个煤层被全部开采后，形成的地下空洞区域。
采空区的存在会给地质环境和生态环境带来严重影响，因此，对采空区的勘察、设计和治理技术进行规范十分必要。
二、勘察设计1.采空区的勘察应根据地质条件、矿坑布置和采煤方法等因素进行综合分析，确定采空区的范围、形态和特征。
2.采空区的勘察应采取多种手段，包括地面测量、地下射孔、地质钻探、地下水位监测等，以充分了解采空区的地质情况、地下水位变化及对周边环境的影响。
3.勘察应详细记录采空区的范围、形态、深度、倾斜度、地下水位等参数，并编制采空区地质分布图和勘察报告。
报告中应包括对勘察结果的分析和评价，并提出针对性的治理措施建议。
三、治理技术1.采空区治理应根据采空区的特征和周边环境要求，制定科学、可行的治理方案。
2.采空区治理可以采用地质填充、水封、导流和加固等多种技术手段。
地质填充是最常用的方法，可以利用矿尾砂、矿石尾砂等填充材料对采空区进行填充，增加地下密实度。
水封是在采空区上部开挖一段水封段，使采空区底部处于水下，从而减少大气氧气的进入，起到安全防爆和温度降低的作用。
导流可以通过开挖导流隧道引导地下水流入采空区，以降低采空区周边地下水位，减少地面沉降和塌陷的风险。
加固则是对采空区周围的支护和加固，以防止地面塌陷和建筑物沉降。
3.采空区治理的技术选择和实施应严格按照相关规范和标准进行，确保治理效果符合要求。
四、验收与评价1.采空区治理完成后，应进行验收和评价，以验证治理效果是否达到预期。
2.验收应包括对采空区治理后的地质情况、地下水位变化、地面沉降和建筑物偏移等进行测量和监测，确保治理达到设计要求。
3.采空区治理的评价应包括工程效果评价和环境效果评价。
工程效果评价主要考虑治理工程的稳定性、经济性和可操作性等方面；环境效果评价主要考虑采空区治理对水环境、地表覆盖和生态环境等方面的影响。
采空区治理作业规程、安全措施、预案
南陵铜铁矿业公司戴腰山铜矿采空区治理施工作业规程二O一二年五月编制：会审人员：生技科：安环科：机电科：安全总监：总工程师：机电矿长：掘进矿长：生产矿长：安全矿长：矿长：会审意见：戴腰山铜矿采空区治理施工作业规程一、概述为进一步加强矿山井下采空区管理，加大采空区隐患治理力度，防止采空区引发冒顶、地表下沉等安全生产事故，根据有关规定，我矿委托江苏治金设计院有限公司对采空区治理进行了专项设计。
本次设计采空区治理方法为永久封闭。
二、地质情况矿区矿体顶底板均为矽卡岩，以块状构造为主，矿体与围岩界线不明显，矿区大部分岩石完整，稳固性良好，抗压强度高。
矿区井下以构造裂隙水、岩溶水为主，地表水体主要为一些零星分布的小水塘，无大的水体，矿区水文地质条件为中等。
地面主要为山坡。
三、采空区现状我矿采空区主要分布在+113m及其上部中段，到目前为止+113m及以上共形成采空区27个，采空区总体积约13.5万m3 。
采空区主要为：+230m中段1道，+210m中段8道，+180m 中段16道，+160m中段3道，+140m中段5道，+113m中段8道，共计41道封闭墙。
四、采空区治理施工组织成立采空区治理工作领导小组组长：符仲权副组长：张贤锋、陈文胜、何文生成员：吕锁阳、王小居、李先年、罗兆炉、伍本来、牧启海、陈发展具体工作职责：组长：负责采空区治理全面工作副组长：张贤锋：负责采空区治理技术管理工作陈文胜：负责采空区治理安全管理工作何文生：负责采空区治理组织施工工作成员：吕锁阳、王小居、李先年、罗兆炉等负责采空区治理现场安全、质量管理工作伍本来：负责采空区治理现场机电安全管理工作牧启海：负责采空区治理材料供应工作陈发展：负责采空区治理资金管理工作五、采空区封闭规格及材料根据采空区治理设计方案要求，我矿采空区全部采用砼墙进行永久封闭，封闭墙厚度2 m，强度C20，所有墙体均需设置壁槽，壁槽深度不小于0.5 m，并留设滤小管（无缝钢管Ф102×5 m m，长度10 m，周边钻有Ф6 m m菱形布设的小孔，外包一层土工布）。
采空区治理工程施工及检测
采空区治理工程施工及检测随着中部崛起及基础建设的加速发展，煤炭被以不同方式开采,留下了大规模、大范围的采空区及塌陷区，造成采空区及塌陷区上方地基不稳，承载力下降。
为了提高矿区土地的利用率，在正确勘察和评价的基础上，对不同类型采空区地基进行针对性处理。
本文对采空区治理的手段、施工工艺、施工方法及工程质量检测等作了详细的阐述。
1采空区治理设计工作目标通过地表地质调查，布置变形监测及物探和钻探等地质勘察工作，利用相关资料对采空区稳定性作出定量评价，对需要处理的采空区提出具体的处理方法、工艺流程和质量控制措施。
2采空区治理工程施工准备2.1人员准备1）按规定的设计要求组织建设施工项目部；2）根据施工需要，配备工程地质、水文地质、钻探、试验测试、工程计量、安全、机械、计划等相关专业技术人员；3）特殊工种人员必须持证上岗（电工、焊工、铲车驾驶员等）；4）参与工程的施工人员须进行岗前培训，掌握必要的施工技术技能，合格后方能上岗。
2.2技术准备1.现场踏勘，了解本项目区域地形、地质地貌、施工条件、材料供给、水、电路等概况;2）阅读设计文件，熟悉施工工艺，掌握施工要点；核对设计施工工程量，检查有无工程中遗漏的项目；3）组织技术人员对施工工艺的可行性进行讨论，对疑点、难点应向设计单位提出书面性的会审意见；4）考查当地施工材料并取样送检；5）用送检合格的材料，按设计要求进行浆液配合比试验，确定注浆浆液的各项性能指标标准。
2.3设备及其他准备1）对施工场地进行合理规划，认真安排现场的施工用地，确定注浆站位置，原材料的堆放位置及临时设施用地范围应尽量避开钻孔施工位置；2）修筑施工便道，保证施工车辆正常通行；3）确定施工地的水源，铺设管道引水至注浆站；4）架设施工用电线路，配备临时用电设备；5）按设计文件要求，结合施工现场实际，组织调遣施工机械设备；6）根据施工周期、工程量建立相应规模的注浆站，配套站内注浆设备。
3采空区治理工程施工3.1钻孔施工3. 1.1原则及顺序1）首先安排技术先导孔钻探施工，全孔取芯，明确查明地层结构及采空区空间特征，确定钻探的施工工艺，指导全面钻探施工；2）钻探顺序由采空区底板标高最低处开始，向标高较高处推进;3）先施工场地四周帷幕孔，再施工中间注浆孔间隔法进行钻孔施工；4）钻探孔可超前注浆孔1孔~2孔;5）施工中，如遇钻孔注浆串浆、冒浆时，应终止钻孔施工，并将钻孔套管口堵塞，待注浆孔注浆结束后再进行该钻孔施工。
《采空区的勘察设计与治理技术》规范
采空区勘察技术方法选择
总结以往工作经验，在多种多样的勘察技术中，采矿资料的收集、工程 地质调查、采矿调查是采空区勘察工作的基础，已往的采空区勘察忽视 这方面工作或对此重视不够，往往使物探和钻探工作陷入盲目状态。
采用物探组合方法
地形情况
采空区埋深 （m）
≤10
地形平坦、较平坦
10-30
30-100
≥100
地形起伏较大
第一种方法 地质雷达法 高密度电法 瞬变电磁法 地震反射波法 瞬变电磁法
第二种方法 高密度电法 瞬变电磁法 地震反射波法 瞬变电磁法 地震反射波法
第三种方法 瞬态面波法 瞬态面波法
可控源音频大地电磁法
（4）地表变形情况，塌陷、裂缝、台阶的分布位置，形状、大 小，深度，延伸方向，发生时间，发展速度以及它们与采空区、 岩层产状主要节理、断层、开采边界、工作面推进方向等的相互 关系，移动盆地的特征、边界。 （5）建筑物变形情况，变形的类型（倾斜、下沉、开裂），发 生的时间，发展速度，裂缝分布规律、延伸方向、形状大小，建 筑物结构类型，所处位置及长轴方向与采空区地质构造、开采边 界、工作面推进方向的相互关系及地基加固处理经验教训。 （6）有害气体的类型，分布特征，压力及危害程度。
观测周期表
开采深度H（m） ≤50
50~100 100~150 150~200 ≥200
观测周期（d） 10~20ຫໍສະໝຸດ 20~3030~60
60~90
90
（3）在观测地表变形的同时，应观测地表裂缝、陷坑、台阶的 发展和建筑物的变形情况。 （4）观测资料的整理： ①绘制下沉曲线图，下沉等值线图，水平变形分布图。 ②根据有关变形值，划分地表变形区的范围。如根据建筑物对 地表变形区的容许极限值，确定移动区范围（内边缘区），根据 地表下沉10mm 的下沉值，确定轻微变形区，即移动盆地的范 围。 ③计算盆地内有关地点的地表下沉值、倾斜值、曲率、水平移 动值和水平变形值。 ④对正在开采和将来开采的采空区，应预算其最大变形，（最 大下沉值、最大倾斜值、最大曲率、最大水平移动值和最大水平 变形值）对缓倾岩层或地表变形平缓连续时，可按2.2.7 条有关 方法计算最大变形值。 ⑤原始测量记录。
高速公路采空区(空洞)勘察设计与施工治理手册有关规定
高速公路采空区（空洞）勘察设计与施工治理手册有关规定1 采空区类型1.1 按采煤深厚比分类①浅层采空区开采深厚比（h/m）小于40的采空区。
②中深层采空区开采深厚比大于40、小于200的采空区。
③深层采空区开采深厚比等于或大于200的采空区1.2 按煤矿采空区形成和停采的时间分类①新采空区现采区的采空区（采煤后未放顶或刚房顶的采空区）。
地表移动、变形尚未发生或正在发生过程中；或位于正在采煤的采区、采煤工作面近旁的采空区，已放顶，地表移动、变形和移动盆地正在发生、发展中。
②老采空区已停采闭矿的矿区或已停采的采空区（或指新采空区以前的采空区）。
地表移动、变形和移动盆地等已形成并趋于稳定的采空区。
2 地表移动变形①地表移动;②地表移动盆地;③移动盆地主剖面。
地表移动变形指标：地表下沉地表移动的垂直分量地表水平移动地表移动的水平分量地表倾斜地表两相邻点下沉值之差与其水平距离的比值地表水平变形地表两相邻点的水平移动值之差与其水平距离的比值3 覆岩采动破坏的垂直分带自上而下(地表松散层沉陷变形带)弯曲带断裂带（裂隙带）跨落带（冒落带）跨落带（冒落带）、断裂带（裂隙带）、弯曲带简称“三带”。
4 公路采空区（空洞）勘察技术①工程地质调绘②工程物探③工程钻探④原位测试及室内试验⑤高精度变形观测⑥资料整理及报告编制采空区工程地质条件分析；采空区范围及“三带”划分；采空区稳定性分析评价；采空区治理方案建议。
5 公路采空区（空洞）地表的稳定性评价5.1 评价标准公路采空区地表稳定性评价标准根据开采方法确定。
①对于壁式陷落法开采的采区中部和超充分采动区以及其他便于进行地表移动预计的采空区，地表的稳定性应按拟建公路及其附属建（构）筑物的允许变形值确定：a. 如果预计公路路基建成时的地表移动变形值小于公路的允许移动变形值，则地表属稳定型，采空区不经治理即可进行公路建设；b. 如果预计公路路基建成时的地表移动变形值大于公路的允许移动变形值，则地表属不稳定型，采空区必须经过适当治理之后方可进行公路建设；c. 山地采空区的稳定型除按地表预计的移动变形值判定外，还应按预测采动坡体的稳定性进行判定：如预测采动坡体不会发生滑坡或坍塌，则坡体不需治理；如采动坡体可能发生滑坡或坍塌，则不仅要治理采空区，还要治理采动坡体，否则不能进行公路建设。
采空区综合治理工程方案
采空区综合治理工程方案一、前言采空区指的是矿山开采完毕后形成的空洞区域。
这些采空区通常具有深度深、面积广的特点，对周围的地质环境和生态环境都具有一定的影响。
为了防止采空区造成的地质灾害和环境污染，综合治理工程是必不可少的。
本方案将介绍采空区综合治理的方法和工程设计。
二、采空区综合治理的意义1.保护地质环境：采空区在矿山开采完毕后容易导致地质灾害，如塌陷、地面沉降等。
综合治理可以有效地防止这些地质灾害的发生，保护周边地质环境。
2.保护生态环境：采空区通常对周边的生态环境造成破坏，综合治理工程可以修复这些破坏，保护采空区周边的生态环境。
3.资源再利用：采空区的综合治理可以将原本荒废的空间重新利用起来，开展农业、旅游等产业，实现资源的合理利用。
三、采空区综合治理工程的设计1.地质调查：对采空区进行详细的地质调查，包括地质构造、地下水情况、岩石力学性质等，为综合治理工程的设计提供准确的地质数据。
2.灾害评估：对采空区进行灾害评估，分析可能发生的地质灾害类型和危险程度，为后续治理工程的设计提供依据。
3.采空区封闭：对采空区进行封闭处理，包括填充、加固、支护等措施，防止采空区带来的地质灾害。
4.生态修复：对采空区周边的生态环境进行修复，包括植被种植、水土保持等措施，恢复采空区周边的生态平衡。
5.资源再利用：对采空区进行规划设计，开展农业、旅游等产业，实现采空区资源的再利用。
6.监测和管理：对采空区进行长期的监测和管理，随时掌握采空区的变化情况，有效防止可能发生的地质灾害。
四、采空区综合治理工程的实施1.组织建设：成立采空区综合治理工程领导小组，明确分工，制定工作计划和实施方案。
2.工程建设：根据设计方案，组织施工队伍开展采空区综合治理工程的施工，确保工程质量和进度。
3.生态修复：组织植被种植、水土保持等生态修复措施的实施，恢复采空区周边的生态环境。
4.资源再利用：制定资源再利用的规划，组织农业、旅游产业的开发和建设，实现采空区资源的再利用。
采空区勘察设计详细方案
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。
《采空区的勘察设计与治理技术》规范
采空区的勘察设计与治理技术规范
一、引言
矿山采掘活动是一种对地质环境的破坏性活动，引起的采空区严重影响了周边环境的质量和生态系统的稳定性。
采空区的治理已成为了当前矿山环境保护的重要任务之一。
本文旨在规范采空区勘察设计与治理技术，以实现采空区的有效治理。
二、采空区勘察技术规范
2.1 采空区勘察内容
勘察内容主要包括采空区边界确定、采空区深度测定、采掘方法、采掘顺序、采掘方式、采空区周边地质环境的勘察等。
2.2 采空区勘察方法
勘察方法可以采用测量仪器或者地质剖面法等。
2.3 采空区勘察精度要求
勘察精度要求依据不同采空区的特点，具体涉及到深度测定精度、边界测定精度、采空区中点位置等等。
2.4 勘察报告
勘察报告中应包括采空区勘察的方法、勘察的结果、勘察精度的统计，以及其他必要的信息。
三、采空区设计治理技术规范
3.1 采空区设计的内容
采空区设计的内容包括采空区的土体防护、固化填充、排水以及仓内空气处理等。
3.2 采空区治理技术
治理技术可以采用颗粒固化填充、水泥固化、矿渣灌浆、合成材料填充等。
3.3 采空区治理标准
治理标准应符合国家规定的相关标准，比如《矿山治理标准》的相关内容。
3.4 治理效果评价
治理效果评价应包括野外考察、户外实验、试验数据处理等步骤，以科学的方
法对治理效果进行评价。
四、
本文对采空区的勘察设计和治理技术进行了规范，但实际应用中，需要结合矿
种和采矿方式的具体情况灵活运用。
治理工作应该立足于科学技术和合法合规原则，全面落实治理效果的评价和监督。
煤矿采空区的治理原则及技术手段
价值工程0引言某市西北段有26.83千米的环城高速公路，其中采空路段就占到16处，总长度为6342米，总面积达到862342平方米，这些采空路段长短不一，零散的分布在整个公路里程中，还有体积为720517立方米的空洞，分布于三个规模很大的矿区并十多个小型的煤矿地区，要进行治理的采空区主要有3#以及7#两处。
这些区域的埋深范围为30～140米；其回采率范围是35%～94％，此外还有范围为37％～100％的剩余孔隙率。
已发生塌陷、并波状沉陷的区域，通过全面的分析最后得出，这些区域不管是剩余倾斜阿值还是曲率值以及水平变形值等都超过规定的变形值标准，采空区的稳定状况可以分为欠稳定和不稳定两种，对路线的作用程度可以分为较重与严重两类。
1采空区在进行治理的过程中的技术规范以及原则1.1采空区在治理过程中的原则①为了明确采空区在空间方面的具体实际，包括发展状况以及变更设计，所有的采空区要准备不低于3份的地质断面图，关于全取芯孔的安置，要以5%～10%的全部注浆孔为依据。
②在进行采空区治理的时候，设计方通过动态设计，并结合以前设计勘探的具体实际，在施工过程中同时进行采空区的大小以及深度并边界等内容的改进，参考注浆钻探孔的相关资料对设计不断改进完善，以使采空区有一个良好的治理结果。
③治理采空区的步骤：帷幕孔优先，注浆孔随后；边沿孔优先，中间孔随后；深部孔优先，浅部孔随后。
④治理完成的采空区路段情况。
地基变形程度必须符合公路工程关于地基稳定的标准。
也就是说治理完成后的采空区路段对公路的正常施工以及正常运营不产生重大影响例如发生变形等，为公路的顺利运作提供一个保障。
1.2采空区在进行治理过程中的技术规范该工程主要依据的是《高速公路采空区（空洞）勘察设计与施工治理手册》来开展招标以及设计工作的，该手册是由该省的交通厅负责制定的，此外还参考《高速公路下伏采空区治理工程———勘察设计、施工、监理、招投标》以及一些相关的关于治理公路路段采空区的成功经验，在这个基础上开展了采空区的治理工程。
采空区管理及安全技术措施
采空区管理及安全技术措施背景随着我国经济的快速发展，煤炭等矿产资源的开采量也急剧增加。
然而，矿产资源开采所造成的采空区问题也逐渐引起人们的关注。
采空区是指煤矿或其他矿井中，矿产被完全或部分开采后，在地下形成的空间。
采空区的存在给地下水资源、环境、建筑物等带来了极大的安全隐患。
采空区管理措施相关法律法规我国相关法律法规中对采空区的管理和利用作出了明确规定，其中包括《矿产资源法》、《煤矿安全规程》、《煤矿井下采空区治理技术规程》等。
采空区治理采空区治理是指对采空区进行填充和处理，以消除采空区带来的安全隐患。
具体措施包括动力填充、浆液注浆、地面问贡、全封闭填充等。
采空区治理需要具备一定的技术力量和经验，同时也需充分考虑地质条件、环境因素和人员安全等因素，采取相应的技术手段和预防措施。
采空区管理在采空区治理的基础上，要加强采空区的管理工作。
对已治理的采空区应设立专人负责监测，及时发现和处理采空区存在的问题。
同时，采空区管理还需要加强与周围水文环境的联系，加强环境监测，及时发现和处理水文环境异常情况。
采空区安全技术措施采空区区域分区采空区的各个区域应按照不同的特征进行分区管理。
比如，按照采空区地质条件、孔壁的稳定程度、开采方法等特点进行划分，将采空区划分为基础稳固区、破碎塌落区、整体稳定区等各个区域，并制定相应的管理和维护方案，以保证各个区域的安全。
安全防护设施针对采空区的特点，应加强安全防护措施的布设。
例如，应加强采空区危险区边坡的支护，布设防护栏杆、安全门等设施，提高采空区的安全性。
人员安全教育要保证采空区的安全，还需要通过开展安全教育，提高人员的安全意识。
对进入采空区工作的人员应进行培训，明确安全操作规范，增强安全意识，提高应急处置能力。
结论采空区的存在带来了极大的安全隐患，必须加强治理和管理，并采取一定的安全技术措施，以保障人员的安全及社会的安定。
同时，不断加强研究，推进采空区治理和安全技术的发展，才能更好地解决采空区问题，并提高资源的综合利用水平。
采空区的勘察设计与治理技术规范
采空区的勘察设计与治理技术规范1. 引言采煤是一种重要的能源开采方式，但其过程会产生大量的采空区，给环境带来很大的破坏。
采空区的治理成为了保护环境和可持续发展的重要任务之一。
本文将介绍采空区的勘察设计与治理技术规范，包括采空区的勘察方法、设计原则以及治理技术规范等内容。
2. 采空区勘察方法在进行采空区的治理之前，需要进行采空区的勘察，以了解采空区的具体情况，制定相应的治理方案。
常用的采空区勘察方法包括：•现场勘察：通过实地考察采煤现场，了解采空区的分布、大小、形态等情况。
•地质勘查：通过地质勘探手段，获取采空区周边地质情况，包括岩性、构造等方面的资料。
•遥感技术：利用遥感技术，对采煤区进行图像解译，获取采空区的信息。
•地下探测技术：利用地下探测技术，对采空区下方的地质情况进行探测。
以上勘察方法可以结合使用，以获取全面准确的采空区情况。
3. 采空区设计原则采空区设计是制定采空区治理方案的关键环节，合理的设计可以确保治理效果达到最佳。
以下是采空区设计的原则：•安全可靠：采空区设计应确保治理工程的安全可靠性，避免次生灾害的发生。
•经济合理：采空区设计应兼顾治理成本与效果，选择经济合理的治理方案。
•可持续发展：采空区设计应考虑到环境保护和资源利用的可持续发展，避免对环境造成二次破坏。
在采空区设计中，还需要考虑特定的地质条件和工程要求，进行相应的技术处理。
4. 采空区治理技术规范根据采空区的不同情况，采取不同的治理技术是必要的。
以下是一些常用的采空区治理技术规范：•填充法：采用填充材料填充采空区，填充密实、稳定，以达到支撑地表和缓解地面沉降的目的。
•加固法：采用加固材料对采空区进行加固，增加地表的稳定性和承载能力。
•引水法：通过引导地下水流入采空区，形成水体，避免地面塌陷。
除了以上的治理技术，还可以根据具体情况采取其他的技术手段，如地下水位控制、离散化排液等。
5. 采空区治理效果评价与监测进行采空区治理后，需要对治理效果进行评价与监测，以保证治理效果的可靠性。
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然后根据测区地形、地质、地球物理条件，结合高速公路勘察工作三个 阶段的要求，有目的的选用几种物探方法进行探测；再根据调查及物探 结果布设钻孔进行验证；最后综合分析地质、物探和钻探资料，圈定采 空区范围、形态，经济准确地查清沿线的采空区分布及赋存状况。
⑤原始测量记录。
6、地表移动和变形的预测
地表变形分为：两种移动和三种变形。 两种移动为垂直移动（下沉）和水平移动。 三种变形为倾斜变形，弯曲（曲率）和水平变形（伸 张或压缩）。 国内通用的预测计算方法为概率积分法。
（1）地表最大下沉值 ① 首次采动时，充分采动情况下的最大下沉值计算： Wmax=η .mCosα 其中： Wmax—最大下沉值(mm) m—矿层的真厚度(m) α —矿层倾角(º) η —下沉系数(mm/m) (见下表)
采空区两阶段勘察成果报告编制
三、采空区稳定性分析与评价
采空区稳定性评价方法
公路采空区场地定性评价方法： 1）开采条件判别法
2）地表移动变形预计法（概率积分法）
3）地表移动变形观测法
4）极限平衡分析法
5）数值模拟法
采空区稳定性评价方法
1）开采条件判别法 该方法通过资料收集、采空区专项调查、参照地区经验，
观测周期表
开采深度H（m） ≤50 50~100 100~150 150~200 ≥200
观测周期（d）
10~20
20~30
30~60
60~90
90
（3）在观测地表变形的同时，应观测地表裂缝、陷坑、台阶的
发展和建筑物的变形情况。
（4）观测资料的整理： ①绘制下沉曲线图，下沉等值线图，水平变形分布图。
采空区的探测，目前，国内外主要是以资料收集、 采矿情况调查、工程钻探、地球物理勘探为主，辅以 变形观测、水文试验等。
采空区勘察技术方法选择
总结以往工作经验，在多种多样的勘察技术中，采矿资料的收集、工程
地质调查、采矿调查是采空区勘察工作的基础，已往的采空区勘察忽视
这方面工作或对此重视不够，往往使物探和钻探工作陷入盲目状态。
地 表 变 形 监 测
物 探 工 程
钻 探 工 程
试 岩 样 采 集 及 测
煤层采空区运动学、 动力学特征分析
采空区塌陷变形破坏模型
采空区塌陷地表剩余变形量分析计算
采空区顶板、拟建工程地基稳定性评价
治理工程方案建议
出线方案建议
采空区勘察技术
1 、搜集资料
大面积采空区以资料为主。
（1）搜集各种地质图及区域地质资料，借以了解地层构成，
《采空区公路设计与施工技术细则》（JTG/T D 31-03-2011）
中煤科工集团西安研究院 刘 天 林 呼和浩特²2012年7月
目录
1、总论 2、采空区勘察 3、采空区稳定性分析与评价 4、采空区治理设计 5、注浆法施工 6、采空区处治监测与检测
一、总论
概念
采空区是指地下矿产被采出后留下的空
定位观测点间距
开采深度H （m） ≤50 50~100 100~200 200~300 300~400 ≥400
观测点间距L （m）
10
10~20
20~30
30~40
40~50
50
（2）观测周期t 可根据地表变形速度和开采深度公式
计算，或根据下表确定。 公式中 t—观测周期（月） k—系数（一般为2～3） n—水准测量平均误差（mm） S—地表变形的月下沉量（mm/月）
表最大下沉值、最大倾斜值、最小曲率半径，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。
2 、调查访问
利用区域地质资料分析、实地调查、访问知情人或群
访为主要手段，调查内容如下：
（1）矿区的分布范围，矿层的开采范围、深度、层数。
（2）开采方法和顶板管理，巷道宽度、高度、延伸方
采空区勘察范围及深度
采空区勘察范围
目前，国内采空区勘察工作中确定勘察范围主要以采空区
地表移动盆地分布范围为准。
采空区勘察深度一般要求至少深入采空区底板若干米，根
据工程实践，一般深入采空区底板2米以上。
采空区勘察一般流程
接受委托 1/1000 平面测绘 资料收集（采矿、以往地质及工程地质、 水文地质、地表变形调查、航片等资料）
查明采空区的范围、埋深、采空区的空间大小、上覆岩、
土层厚度。
常用物探方法
常用物探方法
采用物探组合方法
地形情况
采空区埋深 （ m） 第一种方法
地形平坦、较平坦
地形起伏较大 ≤10 10-30 30-100 ≥100
地质雷达法
高密度电法
瞬变电磁法
地震反射波法
瞬变电磁法
第二种方法
高密度电法
瞬变电磁法
至最低层洞底地层以下不少于2米。布孔应结合工程和
坑洞展布情况以及物探异常点，经综合分析研究后进 行布置。
②测试 (a)对上覆不同性质的岩、土层，应分别取代表性试样 进行物理力学性质试验，提供稳定性检算及工程设计
所需参数。
(b)分别取地表水及地下水样作水质分析。 (c)对煤层或可能储气部位，必要时进行有害气体含量 及压力的现场测试。
向，采空区的塌落情况。
（3）采空区开采历史及规划发展情况。
（4）采空区地下水发育情况，排水、抽水情况及对采
空区稳定的影响。
（5）建筑物变形情况和防治措施。
（6）有条件时，可进行实地测量。
采空区调查表
3 、地质调绘
（1）地形地貌，地质构造，地层时代、成因、岩性、
产状，矿层的分布范围、开采深度、厚度等。 （2）不良地质现象的类型，分布位置与规模。 （3）地下水水位变化幅度，了解采空区附近工农业抽 水和水利工程建设情况及其对采空区稳定的影响及地 表水、地下水水质及其腐蚀性。
产状和构造以及水文地质条件等。 （2）搜集矿床分布图，以了解矿床分布范围、层次、开采 深度、厚度及埋藏特征和上覆岩层的岩性、构造等。
（3）搜集采掘工程平面图、井上下对照图、采区平面布置
图、开采规划图，以了解采空区的位置、开采历史、计划、 开采方法、开采边界、顶板处置管理方法、工作推进方向 和速度、巷道平面展布方向、断面尺寸及相应的地表位置、 顶板的稳定情况、塌落、支撑回填、积水清况、洞壁完整 性和稳定程度以及远景开采规划等。 （4）搜集地表变形与有关变形的观测，计算资料，包括地
（4）地表变形情况，塌陷、裂缝、台阶的分布位置，形状、大
小，深度，延伸方向，发生时间，发展速度以及它们与采空区、 岩层产状主要节理、断层、开采边界、工作面推进方向等的相互 关系，移动盆地的特征、边界。 （5）建筑物变形情况，变形的类型（倾斜、下沉、开裂），发
生的时间，发展速度，裂缝分布规律、延伸方向、形状大小，建
1. 均匀下沉区：（中间区）即移动盆地的中心平底部
分。
2. 移动区：又称内边缘区或危险变形区，区内变形不
均匀，对建筑物破坏作用较大。
3. 轻微变形区：外边缘区，地表变形值较小，一般对
建筑物不起损坏作用，以地表下沉值10mm 为标 准，来划分其外围边界。
从垂直方向上讲，地下矿层大面积采空后，矿层上部失去支撑，平衡条 件被破坏，采空区上方岩体随之变形。采空区上方岩体的变形，总的过 程是 自下而上逐渐发展的漏斗状沉落，其变形情况可分为三个带： ①冒落带（崩落带），采空区顶板破碎坍落形成，其厚度一般为采矿厚 度的3～4 倍。
（a）采取充填法处理顶板，及时全部充填或两次充填，以减少地表下沉 量。 （b）减少开采厚度或采用条带法（房柱式）开采，使地表变形值不超过 建筑物的容许极限值。 （c）增大采空区宽度，使地表移动充分和建筑物很快处于盆地中部的均 匀下沉区。 （d）控制开采的推进速度均匀，合理进行协调开采。
（3）加强建筑物基础刚度和上部结构强度。 （4）加强维修养护，在地表变形期，特别是变形活跃期， 应加强巡道，对建筑物加强观测，发现变形及时维修。 （5） 松土坑洞已坍塌成陷坑，空洞小时，仅做地表夯实， 可不做其它处理。 （6.）坑洞埋深较深，可用试坑和分段拉槽的方法，用普通 土或卵石土灌注回填夯实。 （7）对建筑有影响且埋深较浅的采空，可用开挖回填方法 处理。 （8）埋深较深,面积较大的采空区可用钻孔压力注浆处理。 （9）根据洞穴变形的预测值，选择相应的和允许变形的建 筑结构形式。
空外，裂缝一般上宽下窄，无显著位移。
大型采空变形和特征
大型采空区的变形主要是在地表形成移动盆地。即位
于采空区上方，当地下采空后，随之产生地表变形，
开始形成凹地 ，随着采空区不断扩大，凹地不断发展，
形成凹陷盆地，此盆地称为移动盆地。
根据地表变形值的大小和变形特征，自移动盆地中心 向边缘在水平上可分为三个区：
筑物结构类型，所处位置及长轴方向与采空区地质构造、开采边 界、工作面推进方向的相互关系及地基加固处理经验教训。 （6）有害气体的类型，分布特征，压力及危害程度。
4、 勘察与测试
（1）综合物探。
采用电法、地震、地质雷达，必要时进行综合测井等 综合物探手段，其方法可参考下表。 采空区物探测线布置应根据：线路纵、横断面方向， 并结合工程性质，采空区的埋深、延伸方向进行布置，以
②根据有关变形值，划分地表变形区的范围。如根据建筑物对
地表变形区的容许极限值，确定移动区范围（内边缘区），根据 地表下沉10mm 的下沉值，确定轻微变形区，即移动盆地的范 围。 ③计算盆地内有关地点的地表下沉值、倾斜值、曲率、水平移 动值和水平变形值。 ④对正在开采和将来开采的采空区，应预算其最大变形，（最 大下沉值、最大倾斜值、最大曲率、最大水平移动值和最大水平 变形值）对缓倾岩层或地表变形平缓连续时，可按2.2.7 条有关 方法计算最大变形值。