（一）采空塌陷的范围和深度的确定
1.采空塌陷的一般规律
摸清采空塌陷规律是进行塌陷预测的基础，而地表塌陷预测是进行塌陷区环境影响评价、提出防治措施、制订矿区土地复垦与塌陷区综合治理规划和工程设计的依据。
采空塌陷与矿层厚度、矿层倾角、采深、采厚、上覆岩层厚度和性质、松散层厚度、开采方式等有密切关系。
当采矿的深厚比大于30时，地表的变形和移动在时空上是连续的、渐变的，具有一定的规律性；当深厚比小（一般小于30）或具有较大的地质构造时，地表的变形和移动在时空上是不连续的，没有规律性，地表可能出现较大的裂缝和塌陷坑。
开采急倾斜矿层时易出现塌陷坑。开采倾斜和浅层缓倾斜矿层时，一旦地表出现非连续性破坏，也可以出现漏斗状塌陷坑。在采深小或采厚大时，房柱式采矿或长壁式采矿（采厚不一致）也可在地表产生漏斗状塌陷坑。
浅部开采急倾斜矿层或厚矿层时，形成漏斗状塌陷坑和台阶状裂缝。这类塌陷坑常突然发生，其上方的建筑物和耕地均遭破坏。但塌陷只在局部发生，危害剧烈，但范围小。
开采深部的急倾斜矿层和开采深厚比大于20、倾角小于45°的矿层，易产生大范围平缓下沉的移动盆地，缓慢地形成塌陷，虽不剧烈，但影响范围大。
2.移动盆地边界及最大塌陷深度的确定
（1）用移动角确定盆地边界
从井下采空区边界至盆地边界之间的水平距离（q或L）的计算公式如下
由采空区往上山方向，计算公式为
地质灾害防治技术
式中：H为采空区边界深度（m）；h为表土层厚度（m）；ψ为表土移动角（°）；α为煤层倾角（°）；θ为采空区边界与煤层走向之间所夹的锐角（°）；γ′为斜向移动角，cotγ′＝cot2γcos2θ＋cot2δsin2θ，其中δ和γ′分别为走向和上山方向的基岩移动角。
由采空区往下山方向，计算公式为
地质灾害防治技术
式中：β′为斜向移动角，cotβ′＝cot2βcot2θ＋cot2δsin2θ，其中，β为下山方向的基岩移动角；其他符号意义同前。
（2）确定移动盆地的最大塌陷深度
移动盆地的最大塌陷深度（W0）可直接根据采动前后地形图上反映的高程变化来确定，也可用下式计算：
地质灾害防治技术
式中：q为地表下沉系数；m为矿层平均开采厚度（m）。
用上述公式计算塌陷盆地的边界和最大塌陷深度时，对于有实测参数的矿，可用实测参数计算；对于尚没有实测参数的矿，可根据上覆岩土性质确定参数进行计算。在矿厚比均匀且地表达到或接近充分采动的条件下，其计算结果的相对误差一般为10％左右。以确定走向方向的盆地边界为例，当塌陷盆地的最大塌陷深度W0>2m时，用移动角确定盆地边界的精度与用地形图确定盆地边界的精度相当，而当W0≤2m时，用移动角确定盆地边界精度较高。
另外，在盆地的边缘区，地表下沉量小、下沉均匀，形成的地面附加坡度很小。
（二）采空塌陷的防治
1.政策措施
为进一步保护矿产资源和矿山开采环境，规范矿产资源开采行为，我国已颁布实施《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国地质灾害防治条例》、《中华人民共和国矿产资源法实施细则》、《矿产资源监督管理暂行办法》等法律法规。依法规划开采矿产资源是有效防治采空塌陷灾害的重要手段：①要求各级矿产资源主管部门应加强矿产管理和宏观调控，依法取缔无证开采矿山。以煤矿为例，近年来，村办、联办、个体办的小煤窑大量涌现，有些地区对小煤窑管理失控，出现大量无证开采矿井。在某矿区，有小煤窑146个，其中无证矿达73个，还有不少村民在自家院内开挖浅部煤层，有的井架相隔仅有10余米，造成塌陷坑、地面开裂随处可见，学校教学楼开裂，房屋基础下沉，连新盖的小楼也东倒西歪。②要求各级矿产资源主管部门加强地质灾害的监督管理，依照《中华人民共和国地质灾害防治条例》规定的“谁诱发、谁治理”的防治原则，对矿区内已出现的塌陷坑、地面开裂进行治理，防止地质灾害的进一步发展。③应严把矿山开采的审批关，对那些无开发利用方案或方案中无有效措施防治采空塌陷等灾害的拟建矿山，坚决不予批准。
2.井下技术措施
主要是采取合理的采矿方式和采空区顶板管理方法。顶板管理方法又称为采空区处理技术，目前有充填法、垮落法、顶板缓慢下沉法和条带开采法等，如图4－9所示。
图4－9 采空区处理技术
（1）矿井充填
对采空区进行充填，是预防塌陷的一项重要措施。一般在开采厚层和巨厚矿层或在开采重要建筑物下矿层时采用，可用选矿废石充填采空区，山东新汶矿务局已试验成功。
（2）减少开采厚度或采用条带法开采
地表移动变形值与其最大下沉值（或开采厚度）成正比。减小矿层的开采厚度可降低地下开采对建（构）筑物的损害程度。
条带法开采具有对围岩扰动轻、地表变形小的特点，目前已成为建筑物下采矿的有效开采措施。合理确定条带开采尺寸是条带开采能否取得成功的关键。在进行条带开采尺寸设计时，必须遵循下列3项原则：
1）强度稳定性。在进行条带开采时，首先应保证所留设的条带矿柱的强度大于实际承受的荷载，使矿柱具有长期的稳定性。通常矿柱的深宽比不应小于2（充填条采）或不小于5（垮落条采），如图4－10所示。
2）抗滑稳定性。采用走向条采回采倾斜矿层时，随着矿层倾角的增大，向下山方向产生滑移的可能性增大，因而需要进行条带矿柱的抗滑稳定性分析。
3）变形稳定性。条带开采的目的就是为了保护地面建筑物，使其免遭开采的影响。因此在进行条带开采尺寸设计时，应根据建筑物的质量和保护要求，确定一个合理的地表变形值，并使得条带开采后地表出现的变形值小于该合理的变形值。国内外条带开采的经验表明，当采出条带宽度达到采深的1/3时，地表会出现波浪形下沉盆地。为了保证条带开采后地表出现单一、平缓的下沉盆地，采出条带宽度一般为采深的1/10～1/4 。
图4－10 水砂充填开采示意图
（3）均匀控制开采推进速度
均匀控制开采推进速度，避免工作面长期停在建筑物下方，合理进行协调开采。