金属矿山采空区处理已成为我国乃及世界采矿界普遍关注的采矿技术难题。地下矿床开采后势必会形成采空区，其破坏岩体原有应力的平衡，使采空区围岩的应力重新分布并建立新的平衡，当达到临界稳定状态时就会出现围岩的移动和破坏。因此，采空区的综合处理及灾害防治已迫在眉睫，成为矿山可持续、稳定、安全发展的关键。以红岭铅锌矿采空区工程项目为研究背景，根据现场调查基础资料，建立了地表塌陷区及井下采空区的三维模型，利用无人机航测、三维建模软件Dimine等手段准确获取地表塌陷区及井下采空区形状及体积。以查阅文献、案例的方式研究各类采空区处理的现状及发展趋势。根据实际研究对象的采空区、塌陷区特征及开采现状对采空区进行分类；研究采空区的处理方案、处理实例；研究为采空区最终处理后对下部开采的影响及设计并优化隔离矿柱的尺寸。通过上述研究得到最优的隔离矿柱参数及采空区处理方案。上述研究成果成功实施后，面向全公司及国内类似矿山推广。

1、利用无人机航测、三维建模软件Dimine等手段准确获取地表塌陷区及井下采空区体积运用无人机航测可方便、快捷、准确的获取地表塌陷区的三维空间形状和体积。通过矿山的实际生产情况及矿体勘探线剖面图利用三维建模软件Dimine构建地下采空区模型，从而可直观、立体的了解采空区的空间位置关系，为制定采空区处理方案奠定基础。2、地表废石破碎钻孔重力输送处理隐伏采空区根据隐伏空区形状特征，从地表施工φ350mm钻孔联通隐伏采空区，将废石破碎站破碎至φ<50mm后在自重作用下充填采空区。3、应用数值模拟确定人工隔离矿柱进行优化设计采用FLAC3D力学分析软件对不同参数的人工隔离矿柱进行安全稳定性受力分析，最终确定人工隔离矿柱厚度为10m，采用钢筋混泥土结构。4、根据采空区数值模拟结果及开采计划制定治理顺序运用数值模拟提前预判各类采空区的薄弱区域，并结合各类采空区的分布特征及矿山的开采计划，制定各类采空区的整体治理顺序，避免因治理采空区顺序不合理而出现安全事故。

根据2016年7月12日，国务院安委会办公室下发文件要求建立金属非金属地下矿山采空区基础档案，及依据《金属非金属地下矿山采空区事故隐患治理工作方案》的规定，要求对国内采空区进行排查摸底，全面细致摸清采空区规模、分布特征、稳定性状况，并根据稳定性状况拿出切实可行的处理方案。本科研项目针对矿山现存的采空区分布特征对采空区进行分类，并对每类采空区制定不同的治理方案，对国内类似采空区能起到很好地借鉴作用。

该科研成果拥有两项专利技术，且该专利技术解决的是实际应用过程中可能出现的关键性问题，对推动采空区治理方面的科技进步，具有明显的市场竞争力。综合上述两点预期研究成果应用前景广阔。

项目承担单位是兰州有色冶金设计研究院有限公司，是一所具备跨行业、跨区域、多层次、全方位工程建设服务的综合甲级设计研究院有限公司。本单位自成立以来，始终坚持“同心同德、追求卓越、求真务实、创新进取”的企业精神，大力支持科研创新，为本次科研项目提供了大量帮助。研发团队共11人，有色行业设计大师1人，教授级高级工程师4人，高级工程师3，在读博士1人，工程师2人，项目组成员多次获得部级咨询成果一、二、三等奖。团队分工明确、经验丰富、具有较高的科研及设计能力。

经济效益：

矿山生产规模165万吨/a，剩余服务年限12.86a，可以节省的环境保护税32708.10万元，节省尾矿库扩容费用18451.91万元，确保投资672万元回风井的安全，综合效益为51832.01万元。

社会效益：

1）处理采空区可保证井下作业人员、设备的安全，减少安全事故；

2）采用充填法处理采空区及地表塌陷区，减少占地面积，延长现有尾矿库服务年限，实现无尾排放；

3）采用尾砂处理井下采空区，减少地表废石量，实现绿色、无废害开采；

采空区处理在该矿山积极推广使用成功后，可在山东黄金集团乃至全国形成示范性工程，供其他矿山企业使用。

项目组根据赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司矿山目前采空区分布及安全隐患的危害程度，将红岭铅锌矿采空区及地表塌陷区分以下五类，五类采空区采取不同的治理方案，根据采空区对井下生产的影响、空区危害程度、采空区治理技术经济指标等各个因素，规划合理的治理顺序及治理方案。

截止2018年6月末，采矿权查明保有资源储量404.2万吨，探矿权查明新增资源储量1717.77万吨，共计2121.97万吨,尾矿产率为77.76%，即将新增尾矿1650.04万吨，废石产率按15%，新增318.30万吨。矿山生产规模165万吨/a,剩余服务年限12.86a。

将新增的尾矿和废石用于充填采空区及地表塌陷区，即可以节省的环境保护税为：1650.04×15+318.30×25=32708.10万元。

由于后期的尾矿全部由于充填，即实现零尾排放，尾矿的不需要扩容，若扩容费用按10元/m3，尾矿比重为1.15t/m3,将节省扩容费用为：2121.97÷1.15×10=18451.91万元。

对隐伏空区进行处理，可确保投资672万元回风井的安全，否则若不进行隐伏空区处理则需重新掘进一条新的回风井。

综合效益为：32708.10+18451.91+6720=51832.01万元。阐述技术转让，技术入股，技术合作，资金需求，以及对成果转化方向、目标的希望和要求等。