随着社会经济的高速发展，人类对矿产资源的需求与日俱增，地下矿产资源开采规模不断扩大。在地下金属矿山开采过程中，受开采技术和采矿工艺的限制，以及部分企业无序开采的影响，产生了大量的采空区。这些采空区往往具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、空间形态变异性大及顶板冒落塌陷情况难以预测等特点。采空区一旦失稳将会引发地表塌陷、沉降和突水等事故，甚至发生泥石流和崩塌等地质灾害，严重威胁矿山安全生产和当地生态环境，阻碍经济社会的可持续发展。因此，采取多种切实可行的方法处理好地下金属矿采空区，加强采空区研究具有重要的现实意义。

为坚决防范和有效遏制因采空区引发的重特大事故发生，国家相关部门相继出台了相关规定和管理办法。如：2016年6月23日，国务院安委会办公室印发了《金属非金属地下矿山采空区事故隐患治理工作方案》（安委办〔2016〕5号）；2020年4月，国务院安委会印发了《全国安全生产专项整治三年行动计划》，在非煤矿山安全整治领域的专项整治实施方案中，明确指出要严密管控顶板管理等重点环节的重大安全风险；2022年4月22日，国家矿山安全监察局《关于开展非煤地下矿山隐蔽致灾因素普查治理工作的通知》（矿安〔2022〕76号）中明确提出开展采空区及周边老窑致灾因素普查治理工作。

近年来，国内外学者在采空区领域开展了大量卓有成效的研究工作，包括地下采空区精确探测、采空区模型构建、采空区稳定性评判及采空区处理等，形成了采空区精细探测—采空区模型构建—采空区稳定性分析—采空区安全分级与处理的全过程研究体系。目前，常见的采空区探测方法主要有高密度电阻率法、地震映像法、探地雷达法和三维激光扫描法等，其中，三维激光扫描技术作为一种新型方法在采空区探测与处理中发挥着重要作用。采空区处理方法以充填和崩落为主，也有封闭隔离和加固围岩等被动处理方法，必要时可联合采取多种方法进行处理。采空区模型主要采用专业软件对探测数据进行处理和构建，其中3DMine、Surpac、Point Studio和DIMINE等软件应用较为广泛。采空区稳定性分析方法主要有理论分析法、数学模型评价法、相似物理模型试验法、数值模拟分析法以及现场监测、工程类比法等，其中数值模拟分析法具有明显优势，得到了广泛应用。然而，采空区稳定性研究是一项复杂的系统工程，相关科学问题一直是采矿工程、岩土工程以及安全工程学科所面临的复杂的、前沿性课题，尚有诸多技术难题有待解决，这在一定程度上影响了采空区综合治理的效果。

为充分交流近年来我国在采空区探测、模型构建和稳定性分析等方面取得的重要进展，更好地推动金属矿山采空区灾害综合治理与预防工作，中南大学牵头组织了本期专栏。专栏共收录4篇论文，主要内容分述如下：

李杰林等以某矿山大型复杂采空区群为例开展了复杂大型采空区群稳定性数值分析和隐患区域预测。针对复杂大型采空区群数值分析过程中存在的网格数量巨大、计算时间长、无法收敛甚至无法计算等困难，通过使用无人机对采空区群进行三维激光扫描探测，并利用Geomagic软件对模型进行处理，然后利用FLAC3D进行数值模拟分析并对计算结果进行验证，最后按照该方法对采空区群的稳定性进行分析并预测出采空区隐患区域。研究结果表明：本文方法数值模拟结果与实际情况基本吻合，可以实现对隐患采空区的预测，预测结果可为采空区群隐患治理方案的制定提供指导。

周科平等针对复杂采空区群的稳定性分析与安全分级问题，以某矿山采空区群为研究对象，建立了一种采用Geomagic、Midas GTS与FLAC3D耦合建模的采空区群稳定性分析方法。通过开展基于多手段三维激光技术的采空区探测、工程地质调查与室内岩石力学试验，获取该矿山的采空区精细模型与矿岩物理力学参数指标，并基于所建立采空区模型开展了复杂采空区群稳定性分析，建立了复杂采空区群的安全分级评价体系。结果表明：该矿山部分采空区存在垮落、形变及应力集中等安全隐患，结合采空区安全分级评价结果，提出了各采空区的处理措施建议。该研究结果为同类矿山的采空区稳定性分析和安全分级评价提供了借鉴。

高峰等在现场勘查的基础上，采用TRT6000分多中段多测点对某金铜矿深部矿房塌陷后形成的复杂空区进行不同方位的探测，结合钻探结果对预报结果进行详细的分析与验证，并建立了反映空区形态的三维模型。结果显示TRT6000系统预报结果与钻探结果基本吻合，表明将TRT应用于矿山井下超前预报具有可行性。所建立的三维模型更加直观地揭示了空区及破碎带等问题区域可能出露的位置，为TRT结果的可视化提供了参考。基于当前研究，提出在矿山井下超前预报工作中应结合其他超前预报手段进行综合预报的建议。

李杰林等以云南大红山铁矿为研究对象，采用三维激光扫描仪获取围岩结构面点云数据，在进行内业数据处理工作之后，利用离散元软件3DEC建立了离散结构网络模型与地下巷道合成岩体模型，并对该巷道在自重及爆破振动作用下的失稳概率进行了数值模拟。结果表明：三维激光扫描技术可较好地获取巷道围岩的结构面信息，结合离散块体单元计算软件可以进一步对巷道岩石块体的稳定性进行分析，研究结果可为巷道的支护设计提供理论指导。

本专栏旨在集中展示采空区及相关学科领域取得的重要进展和创新成果，进一步丰富相关理论研究。衷心感谢各位专家学者为本专栏投递优秀成果论文，感谢评审专家为专栏文章提供诸多建设性意见。希望本专栏成果能够为今后我国采空区安全隐患排查治理提供思路，为创建本质安全型矿山贡献力量。

专栏特约主编简介

李杰林（1982-），博士，副教授，硕士生导师，主要从事金属矿山开采工艺与技术、冻融岩石力学、采空区处理等方面的科研和教学工作。作为负责人承担了国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、省部级和校企合作科研项目30余项。已出版学术专著1部，主编教材2本，参编专著教材2部；发表论文40余篇，获授权国家发明专利20余项，获中国产学研合作创新成果优秀奖1项，中国有色金属工业科学技术奖一等奖2项、二等奖2项。