采空区

地下固体矿床开采后的空间，及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎垮落，直到上覆岩层整体下沉、 弯曲所引起的地表变形和破坏的地区或范围即为采空区。

采空区按矿产被开采的时间，可划分为老采区、现采区和未来采区。金属矿山的采空区，不仅存在矿柱变形、顶板冐落等井下生产安全隐患，而且会引发地表裂缝、塌陷、沉降和突水等问题，威胁着周边居民的生命和财产安全。

特性与危害

随着社会经济的高速发展，人类对矿产资源的需求与日俱增，地下矿产资源开采规模不断扩大。在地下金属矿山开采过程中，受开采技术和采矿工艺的限制，以及部分企业无序开采的影响，产生了大量的采空区。这些采空区往往具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、空间形态变异性大及顶板冒落塌陷情况难以预测等特点。采空区一旦失稳将会引发地表塌陷、沉降和突水等事故，甚至发生泥石流和崩塌等地质灾害，严重威胁矿山安全生产和当地生态环境，阻碍经济社会的可持续发展。

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相关研究

探测方法

在国外，采空区的探测技术起步较早，经验丰富，技术全面，发展的探测方法较多。在美国，电法、电磁法、地震钻探和微重力法等技术发展全面，具有较高水平，其中以地震CT勘探技术最为突出，高密度电阻率及高分辨率地震反射法技术较成熟；日本是公认的在工程物探技术方面的领跑者，其中地震波法应用最为广泛，电法、电磁法及地球物理学测井等方法的应用也较多。在俄罗斯，直流电法、瞬变电磁法、井间电磁波透视及射气测量技术等应用较多。英、法等国家主要采用地质雷达方法，同时微重力法和浅层地震法也有使用。近年来，随着国内金属矿山行业经济快速发展，中国学者也对采空区探测技术及方法进行了大量的研究，并在地球物理探测技术的综合运用、采空区的三维可视化探测领域处于领先水平。赵忠海针对性地选择浅层地震、高密度电阻率、大地电磁测深和探地雷达等物探方法进行探测。罗周全等以空区激光探测系统，利用三维激光对采空区进行扫描探测并搜集相关信息，实现对采空区的三维可视化。随着我国物探技术测量精度和信息处理速度的提高，工程物探成为探明地下采空区的一种重要手段。

赵国彦根据采空区的形成特点与探测原理，系统总结了可供选择的探测方法，其分类如图所示。

稳定性分析

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稳定性控制及处理方法

随着矿山开采深度的增加，有关矿山压力等技术问题变得更加复杂，采空区安全问题日益凸显。如何对存在安全隐患的采空区进行控制和处理，是金属矿山开采过程中亟需解决的问题。根据目前国内外金属矿床开采技术，为控制采空区围岩，有效的方法主要有以下几种：

稳定性监测

随着矿山开采深度的增加，冲击地压灾害威胁日趋严重，采空区防治工作难度加大。采空区的稳定性监测分析是矿山开采过程中的一项基础性工作，通过现场监测分析采空区应力、应变、位移随时间的变化，对采空区稳定性情况做出直接反馈，对采空区等矿山灾害预警防治工作具有很好的效果。一般采空区稳定性监测系统如图所示。

相关规定

为坚决防范和有效遏制因采空区引发的重特大事故发生，国家相关部门相继出台了相关规定和管理办法。如：2016年6月23日，国务院安委会办公室印发了《金属非金属地下矿山采空区事故隐患治理工作方案》（安委办〔2016〕5号）；2020年4月，国务院安委会印发了《全国安全生产专项整治三年行动计划》，在非煤矿山安全整治领域的专项整治实施方案中，明确指出要严密管控顶板管理等重点环节的重大安全风险；2021年8月17日应急管理部第27次部务会议审议通过的《应急管理部关于修改〈煤矿安全规程〉的决定》中将第二百七十四条修改为：“矿井必须制定防止采空区自然发火的封闭及管理专项措施。采煤工作面回采结束后，必须在45天内进行永久性封闭，每周至少1次抽取封闭采空区内气样进行分析，并建立台账；2022年4月22日，国家矿山安全监察局《关于开展非煤地下矿山隐蔽致灾因素普查治理工作的通知》（矿安〔2022〕76号）中明确提出开展采空区及周边老窑致灾因素普查治理工作。

参考资料

金属矿山地下采空区问题研究现状与展望.黄金科学技术.2023-12-15

采空区专栏主编寄语.黄金科学技术.2023-12-15

采空塌陷勘查规范.中国地质调查局.2023-12-15

金属矿隐覆采空区探测及其稳定性预测理论研究.中国知网.2023-12-15

标题: 中华人民共和国应急管理部令(第8号)应急管理部关于修改《煤矿安全规程》的决定.应急管理部.2023-12-15