矿业生产快速发展，促进了矿山地质灾害控制研究的长足进展。同时，也在地压、地表沉陷等主要领域出现了一系列重大难题，急待解决。在解决地下矿山开采地质灾害控制重大疑难问题的长期实践中，成功探求了创新科研方法与程式的创新思维过程：宏观破坏特征、主控因素特点、灾变机制与规律、研究程式与方法、实例。重大疑难问题，地压方面为：①20世纪50年代起，我国非煤矿山3个群次的矿区灾难地压显化规律；②20世纪80年代起我国矿区大面积民采老采区的地压灾患机制；③特大事故隐患区的地压灾变规律；④深井岩爆触发上覆重大事故隐患区灾变机制。地表沉陷新问题有：①构造应力型矿山地表沉陷；②急倾矿山的沉陷规律；③崩落放矿地表移动等。
1地下矿山开采地质灾害控制创新研究模式矿山岩土工程，其开采地质灾害，无论是矿山地压，还是开采地表沉陷，其创新研究都遵循类似过程，遵循类同模式。
具体灾害的宏观破坏特征研究。尤其要注意同常见破坏不同的特殊点。以便从现象学角度，了解质的规律，使进一步深入思维有指向。
掌握灾害主控因素特征，研究其与宏观特征的因果关系，以确定灾害主要原因与物理模型的主要参量。确定岩土工程所受灾患类别，为从质到量化规律研究奠定基础。
特定因素作用下的灾变机制研究，量化规律基金项目西部开发科技行动（2001BA901A09）颜荣贵教授级高级工程师湖南长沙410012研究和新的公式体系建立。并研究灾害及破坏实况对公式体系进行完善。）建立解决重大难题的新的研究程式、框图、新的研究方法体系。
（5）以上述方法与结论去研究具体难题。
2大面积地压灾害创新研究1非煤矿山局部地压控制与研究己取得长足进展，但非煤矿山3个群次矿区灾难地压显化规律、民采空区地压灾患演化、特大事故隐患区的地压灾害等众多重大难题使目前惯用的“局部地压控制研究”
无法解决。“西部开发科技行动”的《高峰矿区灾难地压显化规律研究》，为突破“局部地压研究”的“矿山系统地压模式”，建立了此类矿山系统地压模式的创新程式、方法，引入了耦合作用机制与暗空场破坏规律，开创了成功先例。
2.1“国家第3号重大事故隐患区”宏观破坏特征广西大厂高峰100号矿体是世界罕见的锡、铟、铂、锑、铅、锌、银等多种有用元素富集特富矿体。1985年开发以来，上百家民采无序涌入，留下大量民采空区。自1992年至2002年十余年间，地压灾害、突发性地表坍陷与山崩、暗空场破坏与冒落、地压破坏与空气激波、矿山结构体与地表构筑物震动从未间断过，曾造成大量人员伤亡、矿山资源丢失与巨大财产损失。为此，1997年被国家认定为“第3号重大事故隐患区”。其矿山地压灾害有不同于常见局部地压的宏观破坏特征。
几十次矿山地压破坏活动都伴随着暗空场（老民采空区与未充填采空区总称）的破坏与震动。
暗空场破坏很少构造型剪切错动，以应力强度型的冒落矿震形式为主，由此再激发各采矿场及矿山结构体的不同程度地压活动与破坏。
现场实测表明，地压破坏向上主要沿采出空间促成地表坍陷坑及山体滑崩传播，对上盘岩体及对应地表影响甚微。
随100号矿体下采，暗空场破坏所激发地压破坏程度逐渐减小。
2.2地压主控因素特点与顶板型冒落矿震矿山地压每个矿山都有其特点决定了其宏观破坏特征与暗空场破坏类型，高峰矿1⑴号矿体的特点为具有极大量民采老空区及用空场法开采未充填采出空间，即特殊的“暗空场”这类矿山结构体。
这类工程环境是大面积地压灾害首要条件，为开采扰动积聚势能又为破坏释放动能创造条件。
显著的水平向残余构造应力。垂直于矿体走向的最大水平主应力，使采空区次生最大应力值集中于空区顶板与上盘、底板与下盘交接处，破坏就有可能最先在上盘与顶板交接处发生。
地质构造不发育，上下盘礁灰岩体的稳定性优于顶板，故破坏最先在上盘与顶板交接处的暗空场顶板开始，决定其为顶板冒落矿震型破坏。
100号矿体形态与赋存条件为上宽下窄、上陡下缓，决定冒落矿震为由铅垂型向倾斜型转化、空区底面积由大逐渐变小，致使空场冒落型矿震强度由浅部至深部逐渐衰减的趋势。
2.3高峰型顶板冒落矿震规律131从碎胀破坏与岩体移动过程出发的垂直暗空场顶板型冒落矿震所释放能量EP2可用下式表示：一沿倾向平距；p?顶板岩体密度；H?暗空场高度；g?重力加速度；k一岩体碎胀系数。
C一冲击气压接正系数，CSn?塌崩岩石在垂直风流方向上投影面积；P2?井下空气密度，1.0G?冒落岩石重量；从公式（1）可知，其与迄今为止冒落矿震Ep=MgH的机理性表达式存在根本进展为：考虑冒落碎胀扩容充填的岩移过程，故与冒高H2成正比，并与碎胀系数k紧密相关，对于k668m标高空区暗空场冒落矿震，使地表塌陷坑体积大84800m3，暗空场冒高H=20m，空场底部面积S=2120m2，岩体密度2.70t/m3，碎胀率K=1.70，由上述公式，可得Ep2=75.014X1015eig，Ec=（1.559~3.751X1014erg按能量转换与守恒定律，可根据李席特一古登堡震级体系公式，求得此冒落矿震震级为275级，与破坏程度吻合。
2.4高峰矿100号矿体特大事故隐患区地压灾害研究程式高峰矿100号矿体开米区为“国家第3号重大事故隐患区”。对于各采场地压破坏，除按“局部矿山地压研究”考虑采场开采对围岩体应力扰动与稳态影响外，还必须考虑以暗空场为特征空间的耦合暗空场的3个特殊环节，具体为：各采场开采对暗空场及其围岩扰动。对暗空场及作用荷载应作概化处理；次生应力分布可按弹塑性有限无法等作静态数值分析。再作稳态分析与破坏判别。
当暗空场顶板破坏，发生高峰型顶板冒落矿震。推导铅垂、倾斜型暗空场，冒落全充满及局部充满的，一次冒落及多次渐进冒落等确定冒落矿震的动能公式体系，进行分析、计算与验证。
冒落矿震动荷又作用于矿山采掘工程结构体各个部分、各个采场，再叠加按“局部矿山地压”计算的本征值，可确定各采场不同状态，从而可得大面积地压灾害分布规律。
3构造应力型矿山地表开采沉陷16煤矿地表移动规律研究，在我国“三下采煤”实践中取得长足进展，己进入该领域国际先进之列，己形成了包括‘概率积分法“、”负指数函数“、”典型曲线法“等地表移动与变形预计3大流派。非煤矿山”三下采矿“生产中也得到了一定应用。非煤矿山律》不能适应的新的重大难题，急待创新开拓予以解决，主要有：构造应力型矿山地表开采沉陷规律。
用崩落法开采的非煤矿山与特厚煤矿地表沉陷规律。
与构造应力型相联系的急倾斜矿体开采的地表沉陷规律。
上述重大难题己在武钢金山店东区、四区，程潮铁矿东区，鲁中张家洼铁矿等多次开展，未获解决。
现以程潮铁矿西区为例予以引述。
3.1宏观破坏特征由矿山地表沉陷的宏观破坏实况与地表移动观测资料，程潮铁矿地表开采沉陷具有下列不同于“煤矿地表移动规律”的宏观破坏特征。
地表沉陷盆地最终下沉体积远远小于地下采出体积，实际地表下沉系数n远远小于煤矿地表移动相对应的下沉系数n其减小量决定矿山原始构造应力值大小。煤矿地表，一般下沉系数n=o.6~0.8；程潮铁矿东区n=0.49~0.575，构造应力越大，其差值值越大。
⑵坍陷坑外围剖面上测点水平移动向量指向，决定于该剖面同由构造应力确定的最大主应力方向所在垂直剖面间夹角。对于沿最大主应力方向或与锐角相交剖面，移动方向向着塌陷坑；沿最小主应力03方向各剖面，移动方向由坍陷坑向着岩体内部。
（3）坍陷坑破坏边缘常见两种类型：内圈为剪切错断台阶状破坏，对应于自重应力条件下开采沉陷与变形；外围为拉伸主开裂破坏，为迭加构造应力型开挖卸载所致开采沉陷的拉伸破坏，两类边界呈现两类边界角值。
移动盆地外边缘的水平移动与变形的遥远影响，盆地外边缘各点U/W比值，成倍数甚至成量级超过煤矿地表移动规律所对应值。
3.2成因与机理研究构造应力型矿山地表开采沉陷宏观破坏特征不同于煤矿地表开采沉陷，根本原因在于不同原岩应力场条件下的开挖卸载作用。
近水平煤矿开采，其原岩应力为自重应力，最大主应力为铅垂向自重应力，次主应力2与最小主应力3相等，均为水平方向，决定于由泊松比影响侧压系数。
构造应力型矿山，原岩应力总与显著的构造应力场相联系，一般情况下最大应力1为一个水平向构造应力，另一个水平向构造应力为最小主应力3，垂向自重应力为次主应力2，可把此时原岩应力分离为自重应力及概化地应力0、〗'迭加，可写成：可见，构造应力型地表移动等效于自重应力及概化地应力，两者开挖卸载作用的迭加，其不同于《煤矿地表移动规律》的宏观破坏特征，则决定于“概化地应力”开挖卸载作用。其采出体空间围岩扩容导致最大下沉系数n的减小；其扩容产生了以拉伸为主的坍陷坑破坏边界；也导致了水平移动与变形影响；1，3的开挖卸载综合作用，导致了地表点移动向量的相应指向。程潮铁矿现场岩体绝对应力量测表明，其构造应力显著，其自重应力的两个水平应力分量为：在构造应力显著时，分别成为最大主应力1与最小主应力3，而自重应力条件下垂向最大主应1成为构造应力场条件下次主应力2=z.程潮铁矿东区：1同于自重应力场开挖卸载条件下的煤矿地表移动的宏观破坏特征。
3.3地表变形预计新方法61煤矿地表移动规律与地表变形预计，其所有机理研究、现象学研究、统计分析、实验研究、模拟研究的根本出发点就是自重应力场条件下的开挖卸载。对于近水平或构造应力不为主要的矿山，长期得到成功应用。随着开采深度加，随着非煤矿山构造复杂类型的呈现，随着矿区经济可持续发展与西部开发的需求，构造应力型矿山逐渐加而其地表沉陷规律研究急待解决，其开挖卸载影响不仅决定于重力作用下的下落模式，还决定水平面内各向异性的水平应力卸载作用。由此，必须首先决策采用什么样的研究方法与程式：①由于构造应力的作用，使用煤矿地表移动传统方法不适应；②由于几何协调方程不满足，破坏力学过程与放矿运动过程耦合在崩落法开采中不适应，现用弹塑性有限元等数值分析不适应；③不考虑开采非充分程度的通常含义下的经验类比法无实用价值；④考虑沿倾向剖面不对称，至水平面内各向异性的“改化随机介质理论”是可供决策发展方向，将“自重应力”与“概化地应力”
开挖卸载影响迭加，是目前进行工程应用的有效的近似方法丨5'1刀。
该问题工程处理方法核心内容包括：（1）按矿山地表沉陷盆地的形态，确定坍陷崩落剪切错断台阶状破坏第一类边界，确定相应角值及地表移动主要参数。
⑵按概化地应力的水平应力加倍数Ki、K3及岩体参数计算概化地应力开挖卸载条件下的采出体积相对缩小量或下沉系数n相对减少值/*（3）计算概化地应力开挖卸载条件下相应地表主要影响范围角P及其正切角tg卩的变化量。据Ki、K3值大小，一般变化为tg=2.0~1.0，tgP丨腿值由自重应力开挖卸载条件下地表移动实测资料确定，如程潮铁矿浅部tgm*K=2.0~2.05.⑷确定概化地应力开挖卸载条件下地表水平移动与变形分布，由相应开采边界确定第二类相应角值。
计算地表变形与破坏，进行总决策。
4结语矿山地压灾害、地表塌陷等是矿山岩土工程开采地质灾害的主要方面，随着西部开发的进展，提出了众多重大新难题，应根据我国特点与实情，在我们业己取得科研成果基础上，广泛利用国内外岩土工程与力学的最新成果，改变一味引进的模式，勇于开拓，在发展新颖的具有中国特色的科研方法、技术、程式基础上开创新局面。
