基于层次分析法的采空区危险性评价体系构建

为了给采空区治理实施方案提供有力依据，在基于采空区调查和勘查成果的基础上，分析采空区隐患特点，并依据国家有关政策、法规等的要求，运用层次分析法构建采空区危险性评价体系，并对某县矿井采空区进行危险性评价分级，提出相对应的综合治理利用方案。基于对采空区灾害危险性影响因素的分析，构建了以总体系为基准的8个分体系，分别为:采空区积水危险性、采空区火灾危险性、采空区瓦斯及有毒有害气体涌出危险性、采空区漏风危险性、采空区顶板危险性、采空区地表沉陷危险性、采空区矿震危险性以及采空区地表水土流失危险性评价体系。并提出将各灾害以安全、较安全、较危险、危险4个等级的分级作为参考标准。根据构建的采空区灾害危险性评价总体系，对某县54座矿井采空区各类危险性进行了评价分级，提出了10种典型采空区综合治理利用方案。     

大型机械化作业下固体废物充填处理超大型采空区

针对超大型采空区传统处理方法具有成本高、技术难度大、安全风险大、效率低等不足，将固废资源利用与采空区处理有机结合，利用固体废弃物对大型采空区进行充填处理，并研究了充填工艺及安全控制方法。以福建龙岩某矿山为例，首先采用Mathews稳定性图解方法对该矿3个超大型采空区的稳定性进行了分析，认为采空区具备了进行大规模机械化充填作业的条件；然后对废弃物充填材料的性质及合理配比进行了试验，得到了建筑垃圾与尾矿砂的最佳配比（体积比）为5∶2；最后应用FLAC3D模拟方法分析了充填后的采空区对下部铁矿开采的影响，开采后顶板位移为5～8 mm、两帮位移为 2～4 mm，变形较小，采空区较稳定，通过对采空区处理费用及消纳建筑垃圾收入的综合分析，所提采空区处理方法的平均成本约9.13 元/m²，远低于其他采空区充填法。研究表明：采用大型机械化作业充填固体废物处理超大型采空区，有助于解决超大型采空区稳定问题，降低采矿成本，提高作业效率，满足非煤矿山超大型采空区处理和固体废物资源利用的实际需要。     

大型机械化作业下固体废物充填处理超大型采空区

针对超大型采空区传统处理方法具有成本高、技术难度大、安全风险大、效率低等不足，将固废资源利用与采空区处理有机结合，利用固体废弃物对大型采空区进行充填处理，并研究了充填工艺及安全控制方法。以福建龙岩某矿山为例，首先采用Mathews稳定性图解方法对该矿3个超大型采空区的稳定性进行了分析，认为采空区具备了进行大规模机械化充填作业的条件；然后对废弃物充填材料的性质及合理配比进行了试验，得到了建筑垃圾与尾矿砂的最佳配比（体积比）为5∶2；最后应用FLAC3D模拟方法分析了充填后的采空区对下部铁矿开采的影响，开采后顶板位移为5～8 mm、两帮位移为 2～4 mm，变形较小，采空区较稳定，通过对采空区处理费用及消纳建筑垃圾收入的综合分析，所提采空区处理方法的平均成本约9.13 元/m²，远低于其他采空区充填法。研究表明：采用大型机械化作业充填固体废物处理超大型采空区，有助于解决超大型采空区稳定问题，降低采矿成本，提高作业效率，满足非煤矿山超大型采空区处理和固体废物资源利用的实际需要。     

柴里煤矿综采工作面采空区遗煤自燃“三带”分布规律研究

以柴里煤矿3606综采工作面为研究背景，利用束管监测系统对采空区气体进行实时监测与分析，确定了3606综采作业面采空区二维平面氧化带范围；根据工作现场的实际情况构建等比例物理模型，并通过CFD算法对采空区氧气体积分数分布情况进行了数值模拟，得出了3606综采工作面采空区三维空间自燃“三带”的分布规律：进风巷侧氧化带范围为采空区深度26～52 m,采空区中部氧化带范围为采空区深度17～30 m,回风巷侧氧化带范围为采空区深度18～44 m。研究结果为采空区自然发火防治工作提供了技术支持。     

自燃煤层沿空留巷采空区遗煤自燃规律及防控技术研究

针对沿空留巷情况下采空区遗煤易自燃、发火等问题，以平煤二矿为研究背景，根据沿空留巷采空区特征及工作面通风方式特点，建立采空区自然发火数学模型。对未留巷、留巷未采取防漏风措施及留巷采取措施等情况下采空区自然发火特征进行数值模拟，并在现场进行了工业性试验。研究结果表明：采用沿空留巷技术后增加了采空区漏风量，氧气浓度面积增加，致使采空区内温度升高；依据沿空留巷下采空区自然发火模拟分析，认为在沿空巷道采取漏风措施可降低采空区遗煤自然发火危险性；建立沿空留巷分级防控防灭火技术体系，并在现场进行了应用。为类似条件下沿空留巷采空区遗煤自燃防治提供参考。     

浅埋深近距离煤层综采工作面自燃“三带”研究

通过对采空区现场监测、取样分析，得出进、回风侧氧浓度分布、温度等参数，依据自燃“三带”划分方法对浅埋深近距离煤层工作面采空区自燃“三带”进行了划分，确定了安全推进速度。同时基于COMSOL软件对采空区氧浓度与漏风分布进行了“三带”数值模拟，验证其可靠性。结果显示：由于“两道”漏风的存在，浅埋深工作面采空区进、回风侧自燃氧化升温带较宽。同时，通过对采空区自燃“三带”分布规律进行研究，分析了采空区氧浓度分布规律，掌握了浅埋深近距离煤层工作面采空区“三带”分布特征，对矿井防灭火工作具有重要的指导意义。     

采空区浮煤自燃区域分析

就采空区浮煤自烯三带划分依据进行了定性和定量探讨，提出了采空区三带漏风强度测算方法，研究了工作面供风量、风压梯度、漏风量与采空区自燃带范围的关系，出采空区自燃带宽度测算公式。     

地下矿山采空区处理方法的评价与优选

模糊优选法是合理选择复杂条件下的采空区处理方法的重要工具。针对地下金属矿采空区处理的现状，客观地评价了当前几种主要的采空区处理方法；对影响采空区处理方法选取的决定性因素和评价指标进行深入分析，结合模糊数学理论，建立了采空区处理方法模糊优选模型，并用其指导了厂坝铅锌矿的群采空区处理方案决策。实践证明，模糊优选法可根据采空区的特定条件，定量地分析评价各种拟定处理方法的利弊．并从中选出最佳处理方法。     

浅析长壁工作面采空区瓦斯的产生及治理

本文论述了采空区瓦斯的来源及在空间的分布规律，提出了采空区爆炸带的新概念及采空区瓦斯等值线(或面)的理念。得出了采空区瓦斯含量大瓦斯爆炸带反而相对较窄的结论。对采空区瓦斯治理措施进行了逐个分析，指出了每个方法的作用机理、优缺点等。     

采煤工作面采空区可能发火区域分析

从理论上对采空区三带划分进行量化分析，对氧化升温带和氧化自燃带的概念进行了区分，并分析了动态情况下采空区氧化自燃区域的确定方法，提出了最小安全推进速度的概念及其计划方法，为采空区火灾预测预报提供了新的思路和方法。     

采空区应力变化监测及稳定性分析

采用光弹性应力计对某金矿采空区应力变化情况进行了长期监测，应用模糊C均值聚类算法对监测结果进行了聚类分析，据此，划分了采空区稳定性等级，并对维护采空区稳定性的关键矿柱作了较详细的讨论 ，得出的结论在工程实践中得到了验证。     

双切顶成巷条件下采空区瓦斯综合治理体系研究

为了探索双切顶成巷条件下采空区瓦斯综合治理方法，采用理论分析、数值模拟等方法，对双切顶成巷条件下顶板运移规律和采空区瓦斯分布规律进行研究，并提出了双切顶成巷条件下采空区瓦斯综合治理体系。研究结果表明，由于基本顶被切断，基本顶及其控制的覆岩充分垮落，采空区垮落带高度明显增加。当工作面回采过后，在预裂爆破切顶的影响下，与传统开采方法相比，采空区顶板岩层更快垮落，采空区上覆岩层更快趋于稳定；超高位裂隙带、靠近沿空留巷胶带巷处以及靠近采空区后部尾巷处为瓦斯主要聚集区域。4502工作面综合采用高位定向长钻孔抽采、留巷顶管抽采和采空区后补切眼钻孔抽采等方式，对采空区瓦斯进行治理，有效解决了采空区瓦斯超限问题。     

高密度电法探测采空区及充填物分界面的应用

采用高密度电法，选择120道10m电极距，运用被探测目的物与围岩的电性差异，结合已知地质资料，对矿山深部采空区进行探测，查明了采空区的空间分布，对采空区内充填物的分界面及标高进行了有效划分，探明了采空区内充填的泥、碎石等混合物的项部标高和一矿体的开采深度。为预防地质灾害、政府建设规划决策提供了依据。     

综放工作面采空区煤自燃过程的动态数值模拟

综放工作面采空区浮煤自燃主要取决于浮煤厚度，氧浓度，漏风强度，工作面推进速度和自燃发火期5个参量，工作面正常生产时，采空区自燃三带处于一个动态的稳定状态。根据综放工作面采空区自燃发火特点，将松散煤体自燃发火数学模型简化，建立了综放工作面采空区湿度变化的动态数学模型，用计算机动态模拟采空区浮煤自在升温过程，对时反映采空区温度分布状态及其动态变化规律，对采空区浮煤自然危险性进行超前预测，指导综放工作面的安全生产。     

开放式工作面采空区注氮防灭火机理研究及其应用

提出了对采空区下限氧浓度、漏风强度与氧化带宽度的测算方法，对采空区注氮防灭火的机理进行了初步研究，探讨了注氮量与氧化带宽度及工作面推进速度的关系，为采空区浮煤自燃的防治及采空区的注氮量大小提供了依据。     

浅谈用采空区解决缺水矿区供水问题

通过跃进煤矿对千燔煤矿西二下山采空区进行的放水试验，首次从量的角度确定了义马矿区采空区的贮水性能，为综合利用采空区和助治矿井水害提供了基础数据。     

灵山金矿近地表薄矿脉采空区状态探查及其稳定性评价

招远地区矿山井下采空区具有分布复杂、赋存状态不清晰等特征，严重制约矿山安全高效生产。以灵山金矿近地表薄矿脉采空区为研究对象，通过开展矿山现场调查，初步掌握了采空区的实际情况；采用工程物探与钻探技术，在重点调查区域地表范围布置5条物探测线和1个验证钻孔，对采空区赋存状态进行有效探查与验证；在此基础上，基于室内试验研究获取充填废石力学特性，并采用数值分析方法获得了典型采空区围岩应力场和位移场的分布规律。依据矿山现状与现有研究成果，开展近地表采空区稳定性评价，对采空区状态与上覆岩层的稳定性进行了综合分析。研究结果表明，近地表采空区赋存状态较好，已采用废石进行有效充填，整体处于稳定状态，未引起地表稳定性问题。同时，采用多种探查方法获得的研究成果基本一致且与矿山资料相吻合。其中，采用物探与钻探方法获得的采空区埋藏深度分别为54.27 m和55.70 m，推测矿山存在1个Ⅰ类中低阻异常区和5个Ⅱ类中低阻异常区。获得采空区充填废石具有明显的应变硬化特性，其内摩擦角与黏聚力分别为42.1°和96.0 kPa。针对近地表薄矿脉采空区赋存状态及其稳定程度不清晰的问题，形成了一套完整的近地表采空区综合探查方...     

赣南某钨矿采空区稳定性评价及治理技术方案

金属矿山在地下开采过程中，如何保证矿区采空区的稳定性成为矿山安全生产的关键所在。本文以赣南某钨矿采空区为研究对象，进行采空区探测、稳定性评价与治理技术方案研究。研究在对该矿山开采历史及空区现状情况进行详细调查和整理的基础上，利用三维激光扫描仪扫描采空区得到其点云数据，结合3DMine软件建立该采空区的三维形态，基于未确知测度理论构建多指标综合评定体系，确定该矿区采空区的稳定性等级，并结合矿区采空区治理技术条件，提出了相应的空区治理技术方案，为矿山空区治理提供技术支撑。     

湖南省某煤矿采空区地表变形成因分析

根据对煤矿采空区地表变形进行实地调查的资料，对其地表裂缝进行了统计，并总结了地裂缝的特征和发育规律。再结合矿区地质情况，对地表变形的形成机理进行分析，并通过简化力学模型方法，即根据岩土体的岩性特征和完整程度，将采空区顶板进行相应简化形成简支粱力学模型，和平衡拱理论分别计算不同的采空区顶板跨度所对应的安全顶板厚度，具体分析了该煤矿采空区地表变形的形成原因，并采用传统的三带法对其合理性进行了检验。     

悬顶采空区分类分区勘探及防控技术研究

为了解决悬顶采空区突然塌陷的安全隐患，将悬顶采空区划分为同煤层、上部煤层、下部煤层及地表建(构)筑物下4类类型，按照隔离煤柱及密闭、压架、蹬空开采、建(构)筑物等典型要素的危险性划分为危险区、较危险区和一般危险区。针对4类悬顶采空区致灾因素进行了勘探技术研究，设计了几种典型勘探技术，采用单点地震法和矿井瞬变电磁法对隔离煤柱/密闭厚度进行探测，采用地震波CT和槽波地震法对应力集中区进行探测，采用矿井瞬变电磁法对“两带”发育高度进行探测、采用高密度电法对建(构)筑物下悬顶采空区范围进行探测，为后续评估、治理提供了依据。针对悬顶采空区提出了几种典型治理与监测技术，采用水力致裂卸压防治上部悬顶采空区对下部煤层综采压架，采用隔离煤柱加固技术对同煤层悬顶采空区进行治理，采用地表岩移监测和井下受威胁区域监测技术监测悬顶采空区。