煤矿采空区岩土地质勘察设计与空洞加固治理技术
采矿施工中的采空区治理技术
采矿施工中的采空区治理技术采矿施工中的采空区治理技术在矿山工程中起着重要作用。
采空区是指在矿山开采后形成的空洞，如果不及时治理，会带来严重的安全隐患和环境问题。
因此，采空区治理技术的研究和应用非常关键。
首先，针对采空区治理技术的研究，在国内外已取得了一定的进展。
常用的治理技术主要包括注浆充填、物理支护和封闭等方法。
注浆充填是一种常见的治理方法，通过向采空区注入水泥浆料，填充空隙并加固岩体，以增强矿山结构的稳定性。
物理支护主要包括锚杆支护、网片支护等，通过在采空区周边设置支护结构，防止塌方和坍塌。
封闭是一种较为彻底的治理方法，通过在采空区入口处设置门窗等设施，将空洞封闭起来，避免人员误入和环境污染。
其次，采空区治理技术应根据实际情况选择合适的方法。
在选择治理技术时，需要考虑采空区的规模、地质条件、开采方式等因素。
对于规模较小的采空区，可以采用局部加固或封闭的方式进行治理；对于规模较大的采空区，需要进行全面的注浆充填或物理支护。
此外，还应根据采空区的特点选择合适的材料和设备，确保治理效果和安全性。
最后，采矿施工中的采空区治理技术对矿山安全和环境保护具有重要意义。
采矿施工中如果不及时治理采空区，可能导致矿山塌陷、地表沉陷等严重事故，危及人员生命安全。
同时，未治理的采空区会对周边环境造成污染，影响生态平衡。
因此，加强采空区治理技术的研究和应用，能够提高矿山开采的安全性和可持续性发展。
总的来说，采矿施工中的采空区治理技术是矿山工程中不可忽视的环节，其研究和应用对于保障矿山安全、维护生态环境至关重要。
只有不断提升治理技术水平，优化治理方案，才能更好地实现矿山开采和环境保护的双重目标。
露天煤矿地下采空区勘查与治理技术研究
露天煤矿地下采空区勘查与治理技术研究摘要：在国家的经济建设中，矿物质资源给我们提供了重要的支撑。
所以研究矿山的地质开采非常重要。
我们国家有丰富的矿产资源，但是之前在开采的时候采用的是粗放式的开采，这样不利于地质稳定，造成了地质灾害。
人们在开采矿山的时候影响地质环境，不利于人们正常的生活。
所以我们要重视地质勘查的方法，只有使用合适的方法来进行矿山开采，才能够保护地质环境不受到影响，有效控制地质灾害。
本文主要探讨露天煤矿地下采空区勘查与治理技术。
关键词：露天开采；地下采空区；勘查与治理技术引言探测采空区一直是物探人员较头疼的问题，特别是经过多期无序开采，造成采空区规模大小不一，构造形态复杂，单一的物探方法都难以很好的解决问题。
利用综合物探方法勘查，以信息量大、精度高、多参数为特点，在工程地球物理探测领域愈来愈显示出重要性。
1 矿山地质灾害的类型1.1 岩土体变形带来的灾害首先是有关矿山的地面和采空区发生塌陷的情况。
在井巷开采作业的矿山里面，会发生塌陷。
如果在矿山的踩空区中没有足够的矿柱保留，或者是矿柱会受到一些外力作用，没有了足够的支撑能力，这时候就非常容易形成地面的塌陷。
特别是在矿体埋得比较浅的地方，地面塌陷的情况非常普遍。
第二种是采矿场边坡失去稳定，发生滑坡和岩崩现象。
不合理的开采会直接造成滑坡现象，还有采剥失凋，边坡角度太大的现象。
第三种是坑内岩爆的现象，也是矿山冲击，如果坑边或者是顶板的围岩受到了地下的作用力，就会发生压缩。
在开采的时候如果有了自由面，就会释放出岩石内应力，然后形成地质灾害。
第四种是采矿诱发的地震。
这种情况我们也看到过报道。
进行采矿的时候，能够诱发震源，形成地震。
第五种是场库失稳现象。
这种现象的原因是尾矿坝发生溃决崩塌，会形成泥石流，带来一系列的危害。
如果坝体的稳定性很差、或者是有洪水漫顶就会造成坝体渗漏。
坝体设计的时候不合格也有一定的原因。
1.2 泥石流矿山地区的泥石流也是较常发生的地质灾害，而且具有突发性，危害较大，使得整个矿山区无法正常的运转，对人们的生命及财产造成极大的威胁。
《采空区的勘察设计与治理技术》规范
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。
煤矿采空区工程地质勘察几点认识
煤矿采空区工程地质勘察几点认识【摘要】煤矿采空区工程地质勘察是在煤矿开采过程中进行的重要工作，旨在保障采空区工程建设的安全和有效进行。
本文首先介绍了煤矿采空区工程地质勘察的重要性，并分析了研究背景和目的。
接着详细阐述了煤矿采空区工程地质勘察的基本内容、方法以及地质勘察报告的内容，指出了地质灾害预评价和治理方案的重要性。
结论部分总结了煤矿采空区工程地质勘察的重要意义，提出了发展趋势，并对研究内容进行了总结和认识。
通过本文的分析，可以更好地认识和理解煤矿采空区工程地质勘察的重要性，为相关工作提供参考和指导。
【关键词】煤矿采空区工程地质勘察、重要性、研究背景、研究目的、基本内容、工程地质勘察方法、地质勘察报告内容、地质灾害预评价、地质灾害治理方案、重要意义、发展趋势、总结认识。
1. 引言1.1 煤矿采空区工程地质勘察的重要性煤矿采空区工程地质勘察的重要性可以从以下几个方面进行分析。
煤矿采空区是煤矿生产过程中留下的地下空洞和裸露的岩石体，其地质条件十分复杂，存在着较大的地质灾害隐患，如地面塌陷、地质破坏等。
进行工程地质勘察可以及时发现和评价采空区的地质情况，为工程设计和施工提供科学依据，减少灾害风险，保障工程安全。
煤矿采空区的地质条件对于地质灾害防治和资源开发利用具有重要的指导意义。
通过对煤矿采空区进行工程地质勘察，可以深入了解地下空间结构、岩性特征、裂隙发育情况等地质信息，为地质灾害预防和治理提供有效的技术支撑，同时为资源勘查和利用提供科学依据，实现资源的有效开发和利用。
煤矿采空区工程地质勘察的重要性不可忽视，只有充分认识其重要性，加强工程地质勘察工作，才能有效降低灾害风险，保障工程安全，实现资源的可持续开发利用。
加强对煤矿采空区工程地质勘察的研究和实践具有重要的现实意义和长远意义。
1.2 研究背景煤矿采空区工程地质勘察是煤炭开采后重要的地质工作之一。
地表下的煤矿采空区是经过煤炭开采后留下的无法继续利用的空洞区域，其地质条件十分复杂多变。
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。
煤矿开采的矿山采空区治理与填充
流动性
填充材料应具有良好的 流动性，以便能够顺利 地充填到采空区的各个
角落。
压缩性
填充材料应具有一定的 压缩性，以便在采空区 压力作用下能够逐渐密
实。
经济性
填充材料应具有较低的 成本，以便能够降低采 空区治理与填充的成本
。
04
采空区填充技术与实践
填充技术介绍
采空区填充技术
采空区填充是矿山开采过 程中的重要环节，通过填 充材料来支撑采空区，防 止塌陷和地质灾害发生。
煤矿开采的矿山采空区治理 与填充
汇报人：可编辑 2024-01-01
目录
• 矿山采空区概述 • 采空区治理方法 • 填充材料的选择与制备 • 采空区填充技术与实践 • 采空区治理与填充的效果评估
01
矿山采空区概述
采空区的形成与影响
采空区的形成
在煤矿开采过程中，随着煤炭资 源的不断开采，地下空间逐渐形 成空洞，即为采空区。
优化措施
根据数据分析结果，制定相应的优化措施，提高 采空区治理与填充的效果。
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THANKS
填充材料
常用的填充材料包括废石 、尾矿、煤矸石、混凝土 等，根据实际情况选择合 适的填充材料。
填充方式
根据采空区的特点，可以 选择干填充、浆体输送或 膏体输送等方式进行填充 。
填充工艺流程
采空区测量与评估
对采空区的形态、规模、稳定 性等进行测量和评估，为填充
工艺提供基础数据。
填充材料制备
根据选定的填充材料，进行配 料、搅拌、混合等工艺流程， 制备成填充料浆或膏体。
采空区的影响
采空区的形成会对周围岩体产生 压力，导致岩体失稳，引发地面 塌陷、裂缝等地质灾害，威胁矿 工生命安全和周边生态环境。
煤矿井下采空区治理与利用
煤矿井下采空区治理与利用煤矿井下采空区治理与利用是指对煤矿采空区进行有效的治理和综合利用，以减轻地质环境压力、保护生态环境，实现资源的合理利用和经济的可持续发展。
井下采空区治理与利用是煤矿生产的热点和难点问题，需要采取一系列的技术手段和管理措施来解决。
一、煤矿井下采空区的形成原因煤矿井下采空区的形成主要是由于煤矿开采过程中，矿层的矿石被逐步开采，导致地质体的坍塌和变形，形成了井下采空区。
主要原因包括采煤工艺、采煤方法、开采强度等因素。
二、煤矿井下采空区的治理技术1. 煤矸石充填法：通过将煤矸石填充到采空区中，使采空区的上覆岩层得到支撑和固结，减少地面塌陷的发生。
2. 水平钻孔顶板分层充填法：利用钻孔在采空区上方进行分层充填，增强采空区上覆岩层的稳定性。
3. 抽采法：通过在采空区上方布设抽采设备，抽取井下采空区中的气体，减少井下采空区对上覆岩层的压力。
三、煤矿井下采空区的综合利用1. 建设地下储气库：利用井下采空区作为储气库，用于存储天然气等能源资源，提高能源利用效率和供应安全性。
2. 发展地下储能：利用井下采空区建设地下储能装置，进行能量的储存和释放，以满足能源的需求，提高能源利用率。
3. 建设地下储库：利用井下采空区进行固体废弃物和有害物质的储存，避免其对环境和人体健康的危害。
四、煤矿井下采空区治理与利用的意义1. 节约资源：利用煤矿井下采空区进行能源和物质储存，节约资源，提高资源的综合利用率。
2. 保护环境：有效治理和利用煤矿井下采空区，可以减少地表塌陷和水体污染，保护生态环境。
3. 推动经济发展：通过井下采空区的治理与利用，可以促进相关产业的发展，推动地方经济的可持续发展。
4. 提高安全性：煤矿井下采空区治理可以减少地质灾害的发生，保障矿工和周边居民的人身安全。
五、研究与应用展望目前，煤矿井下采空区治理与利用技术仍面临一些挑战，比如煤矸石充填法在实践中存在回采率低、环境污染等问题。
未来，需要进一步加强科研力量，推动技术的创新，解决井下采空区治理与利用中的难题，实现煤矿可持续发展与生态环境保护的协调发展。
煤矿采空区的治理与综合利用研究
煤矿采空区的治理与综合利用研究煤矿采空区是指矿井开采完毕后所形成的地下空洞区域。
由于长期的煤矿开采活动，煤矿采空区的形成已成为一个严重的环境问题。
采空区的存在不仅对地质环境造成了巨大的破坏，还对周边地区的生态环境和人类安全构成了潜在威胁。
因此，煤矿采空区的治理与综合利用成为了一个迫切需要解决的问题。
煤矿采空区的治理是指通过一系列的工程措施来修复和改善采空区的地质环境。
其中，最常见的治理方法是填充和固化。
填充是指将采空区内的空洞填充为固体物质，以增加地下的稳定性。
常用的填充材料包括矿石尾砂、矿渣、煤矸石等。
固化是指通过化学反应将填充材料与采空区内的地质物质结合，形成坚固的地质体。
这些工程措施能够有效地减少采空区的塌陷和沉降，从而降低地表地下的灾害风险。
然而，仅仅进行治理并不能解决煤矿采空区所带来的问题，还需要进行综合利用。
煤矿采空区内蕴藏着丰富的资源，如煤矸石、煤层气等。
通过科学的开发利用，可以实现资源的再生利用和经济价值的最大化。
例如，煤矸石可以用于生产建筑材料、煤矸石水泥等，煤层气可以用作能源供应。
这些综合利用的方法不仅可以解决资源浪费的问题，还可以促进地方经济的发展。
在煤矿采空区的治理与综合利用研究中，科技的进步起到了重要的推动作用。
随着地质勘探技术的发展，人们对采空区的结构和特征有了更深入的了解，从而能够制定更有效的治理方案。
同时，新型的材料和工艺的应用也为治理和综合利用提供了更多的选择。
例如，利用生物技术可以将采空区内的有害物质转化为无害物质，从而实现环境的修复和保护。
然而，煤矿采空区的治理与综合利用仍然面临着一些挑战和困难。
首先，治理和利用的成本较高，需要投入大量的资金和人力资源。
其次，采空区的地质环境复杂多变，不同地区的治理方法可能存在差异。
因此，需要根据具体情况制定个性化的治理方案。
此外，煤矿采空区的治理和利用需要与当地的规划和发展相结合，形成一个可持续的模式。
总之，煤矿采空区的治理与综合利用是一个复杂而重要的研究领域。
煤矿采空区勘察与治理技术
区规模、埋深、开采层数、开采时 间、塌陷情况、充水性等因素不同， 无法采用统一的探测模式。
（3）从物性上研 究采空区对上覆岩
层的影响
2 采空区勘察技术
2 常用物探方法及其适用性
国外部分国家采空区探测方法
技术方法
国家和地区
美国
自动电阻率法
☆
电法
电阻测井
√
瞬变电磁法
√
电磁法 地面雷达
跨孔雷达
√
高分辨率反射波法
（4）调查该矿 开采规划与地表 拟建工程的空间 关系
2 地表变形情况调查
2 采空区勘察技术
收集地表移动变形观 测数据及分析报告
研究地表塌陷、陷落 特征及分布规律
估算已发生地表变形 量，预计残余变形量
2 采空区勘察技术
3 采空区覆岩结构的初步认识
收集矿区地质勘 探报告及图件
收集矿区“三带” 发育资料
0.15 及规则冒落带
散体岩体 结构
岩体被多组结构面切割，呈碎块、颗粒 状，非均质各向异性
<0.15
不规则冒落带
2 采空区勘察技术
剩余变形量预计及剩余空洞估算
1 剩余变形量预计
剩余变形量
基本沉降未结束 的沉降量
残余沉降量
据《三下采煤规程》，连续6个月 地表下沉量<10mm，被视为地表下
沉基本结束。
2 采空区勘察技术
（1）观测线布置：宜平行和垂直矿层走向或开采工作面布设不少于
两条直线的观测线，其长度应超过移动盆地的预计变形范围，走向观测线（ 即观测线平行矿层走向），应有一条测线通过预计最大下沉值的位置；倾向 观测线（即观测线垂直矿层走向）不宜少于2 条。
（2）观测点布置
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煤矿采空区岩土地质勘察设计与空洞加固治理技术
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…………
一、采空区勘察及稳定性分析技术
根据搜集的图纸资料、调查测绘以及物探的成果资料，综合分析，确定钻孔的数量及深度，以进一步验证物探结果，得以相互补充和验证，钻孔深度应钻至最低层洞底地层以下不少于2米…………
二、采空区治理工程设计技术
③注浆加固和强化采空区围岩结构，充填采动覆岩断裂带和弯曲带岩土体离层、裂缝，使之形成一个刚度大、整体性好的岩板结构，有效抵抗老采空区塌陷的向上发展，使地表只产生相对均衡的沉陷…………
④采取措施释放老采空区的沉降潜力法，在采空区地表未利用前，采取强制措施加速老采空区活化和覆岩沉陷过程，消除对地表安全有较大威胁的地下空洞，在沉陷基本稳定后再开发利用地表土地，常用方法有堆载预压法、高能级强夯法和水诱导沉降法等…………三、注浆处治技术
注浆技术是一项实用性强、应用广泛的工程技术。
它的实质是在地面钻孔至老采空区，采用液压、气压或电化学方法，将采空区所有空洞和覆岩裂隙用由水泥、粉煤灰、砂子等混合而成的浆液全部充填和加固…………
对于空巷和采空区为渗透充填注浆；对于采空区中的煤柱和裂隙带为劈裂注浆。
注浆可以单独类型发生，也可能两种、三种类型同时发生。
一般都是以渗透注浆和劈裂注浆为主，彼此相辅相成，从而构渗透→劈裂→固结的作用…………
横向影响宽度计算示意图
轴向影响长度计算示意图
相关资料
建筑物地基基础加固常见问题及原因分析
深基坑支护工程及基坑事故分析
深基坑支护设计研究及基坑事故分析
超深基坑围护结构及内支撑体系结构设计工程案例分析。