本書內容包括國內外研究綜述、工程背景及巖礦力學試驗、單個采空區(qū)穩(wěn)定性的多級模糊綜合評判分析、105號礦體復雜多層采空區(qū)穩(wěn)定性巖石力學分析、基于突變理論的強度折減法分析復雜多層采空區(qū)頂板穩(wěn)定性、復雜多層采空區(qū)安全治理研究以及礦山生態(tài)環(huán)境治理與恢復等7章。

礦產資源是人類社會存在與發(fā)展的重要物質基礎，是一種重要的生產資料和勞動對象。據(jù)統(tǒng)計，目前社會生產所需的80%左右的原材料、95%左右的能源、70%左右的農業(yè)生產資料、30%以上的飲用水來自礦產資源。因此，礦產在很大程度上決定著社會生產力的發(fā)展。從石器時代到青銅器時代、鐵器時代，以至現(xiàn)在的信息時代，從木柴的燃燒到煤、石油、原子能的利用，人類社會生產力的每一次巨步，都伴隨著一次礦產資源利用的巨大飛躍。礦產的豐富及其開發(fā)利用程度是社會發(fā)展的一個標志，也是衡量一個國家經濟發(fā)達和科學技術的重要尺度。


隨著我國國民經濟的快速發(fā)展，對礦產資源的需求越來越大。雖然人們在礦產開采過程中獲得了很大的經濟效益，但由于不科學的開采或者民間掠奪式采礦而形成的復雜多層采空區(qū)群容易引發(fā)各種地質災害。這引起了政府和企業(yè)的高度重視。因此，研究復雜多層采空區(qū)的穩(wěn)定性以及治理措施是當務之急。此外，礦產資源的大規(guī)模高強度開發(fā)及化石燃料的高強度應用給生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的影響，在礦產開采的過程中不僅要注意礦石開采的，還要做好礦山開采后的治理與環(huán)境恢復工作，將礦山開發(fā)和礦石開采的不良影響降到。


從結構上看本書主要分為兩個部分。部分是本書的主體部分，也是本書的主要研究方向括第pan>章到第6章，該部分主要分析礦山采空區(qū)的治理，并根據(jù)大量的實際調查、勘探、試驗資料，通過綜合分析采空區(qū)破壞模式、影響因素，運用多級模糊評判理論，建立單個采空區(qū)穩(wěn)定性二級模糊綜合評價模型，該模括3個層次、4類因素、16項因子。運用該模型將高峰105號礦體采空區(qū)穩(wěn)定性分為穩(wěn)定I、較不穩(wěn)定Ⅱ、不穩(wěn)定IⅢ三類。對于不同的采空區(qū)，應根據(jù)實際的穩(wěn)定性分類，采用不同的合理的治理方式。第二部分是本書的第7章，該部分主要對礦石開采過程中和開采后的礦山治理、環(huán)境恢行分析和研究，不僅對礦山的環(huán)境問行概述，還從不同的角度對礦山的治理、恢復等工行分析和探索，希望能夠找到一條適合我國礦山治理的途徑。


編寫本書曾參閱大量文獻、資料，在此對其作者表示感謝。


希望本書的出版能夠為礦山采空區(qū)穩(wěn)定性治理以及礦山的綜合開發(fā)提供一定的幫助，同時也歡迎廣大讀者提出寶貴的意見和建議，以便本書的修改、完善。

第一章 國內外研究綜述


1.pan>國內外研究歷史及現(xiàn)狀


1.2本書的主要研究內容、研究思路和技術路線


第2章工程背景及巖礦力學試驗


2.pan>礦區(qū)地理位置、交通及自然地理.


2.2礦區(qū)地質情況


2.3水文地質情況


2.4礦區(qū)工程地質


2.5高峰105號礦體巖性試驗與分析


第3章單個采空區(qū)穩(wěn)定性的多級模糊綜合評判分析。


3.pan>采空區(qū)頂板破壞模式分析…


3.2采空區(qū)穩(wěn)定性影響因素分析


3.3采空區(qū)穩(wěn)定性模糊評判的基本思路


3.4采空區(qū)穩(wěn)定性多級模糊評價模型的建立


3.5模糊評價實例分析


3.6高峰105號礦體采空區(qū)穩(wěn)定性分類


第4章復雜多層采空區(qū)穩(wěn)定性巖石力學分析


4.1 FLAC 3D基本原理


4.2復雜多層采空區(qū)計算模型的建立


4.3復雜多層采空區(qū)的巖石力學穩(wěn)定性分析


4.4復雜多層采空區(qū)穩(wěn)定性分類


第5章基于突變理論的強度折減法分析復雜多層采空區(qū)頂板穩(wěn)定性


5.pan>采空區(qū)頂板穩(wěn)定性強度折減法


5.2采空區(qū)點突變模型


5.3基于突變理論的采空區(qū)頂板穩(wěn)定性強度折減法的實現(xiàn)過程


5.4 基于突變理論的雙層采空區(qū)頂板穩(wěn)定性強度折減法數(shù)值實驗……100


5.5高峰礦區(qū)105號礦體復雜多層采空區(qū)間頂板系數(shù)研究.


第6章 復雜多層采空區(qū)治理研究


6.pan>礦山采空區(qū)治理研究．


6.2高峰105號礦體內采空區(qū)治理思路.


6.3采空區(qū)治理方案


6.4空區(qū)治理工程的實施步驟與技術要求


6.5采空區(qū)殘礦回采研究


第7章礦山生態(tài)環(huán)境治理與恢復


7.pan>礦山生態(tài)環(huán)境問題的內涵


7.2礦產開采過程中產生的生態(tài)環(huán)境問題


7.3生態(tài)礦山建設


參考文獻

采空區(qū)是指地下礦產被采出后留下的空洞區(qū)。天然巖體本來處于自衡狀態(tài)，由于開采礦床，必須在巖體中開挖各式各樣的空間（如巷道、采場），這就破壞了巖體的自衡狀態(tài)，采掘空間改變了巖體的原始應力場而產生次生應力場。在次生應力場作用下，采掘空間周圍的巖體發(fā)生變形，甚至破壞和移動，直到達到新衡為止。按礦產被開采的時間，可分為老采區(qū)、現(xiàn)采區(qū)和未采采區(qū)。


湖南某錫礦山，深度約為300~400m，礦巖中等穩(wěn)固，1965年發(fā)生兩次、197pan>年發(fā)生一次大面積地壓活動，采空區(qū)體積達230萬m3，井下冒落約17萬m3，地表移動約80萬m3，新老采礦場冒落295個，損失礦量達數(shù)十萬噸，破壞巷道4000多米。


2005年12月26日13時零5分，位于河南安陽縣都里鄉(xiāng)的林州市三鑫工貿公司都里鐵礦，突然發(fā)生大面積塌陷，形成一個長約100m、寬約50m均深度60m的大坑。有8人被證實在塌陷中墜落并被深埋在巖石下，群眾報告另有3名失蹤人員很可能在塌陷中墜落。經勘驗，這一地表塌陷區(qū)地下硐室是1992年鐵礦采空后留下的。


我國煤礦均采空塌陷面積約占礦區(qū)含煤面積的1/10。其中，山西作為產煤大省，是采空塌陷災害嚴重的地區(qū)之一。全省共15萬方公里的土地，采空區(qū)就達2萬方公里，相當面積的1/7。目前，采空區(qū)中6000km2的地域已經遭受了礦山地質災害。因采煤造成地表塌陷1842處，地表破壞面積4.7萬公頃，耕地破壞面積達到1.8萬公頃。大面積的采空區(qū)塌陷不僅造成了巨大的經濟損失，而且10年來，該地質災害已造成500多人傷亡。


目前，據(jù)不統(tǒng)計，在全國20多個省、區(qū)內，共發(fā)生大規(guī)模采空區(qū)災害200多處，累計塌陷面積超過70萬公頃，造成的損失已經超過500億元。


以上這些采空區(qū)災害實例顯示，由于采空區(qū)失穩(wěn)而引發(fā)的礦山地質災害危害性極大，輕者造成生產的局部停產，重者造成人員傷亡及巨大的經濟損失，嚴重影響到及人民群眾的生命財產。