缓倾斜矿体开采地表沉降模拟

周晓超 周 铭 李小武

(昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南 昆明650051)

地下金属矿床采用空场法开采过程中，必然导致采空区的应运而生，破坏了采场上覆岩层原有的力学平衡状态。当矿体开采规模超过一定范围时，采场周边围岩不足以支撑顶板覆岩重，应力将发生转移，恶化更多的围岩体并导致岩层移动产生连锁反应;起始于采场附近的破坏和移动将向地表扩散形成地表沉陷，产生连续或非连续的地表变形，对周边构筑物的安全产生不利影响［1-4］。因此，科学合理地确定地表沉降范围，以减轻、消除和避免由于地表沉降产生的开采损害是十分必要的。

岩体移动与地表沉陷问题由于受地质结构、岩体力学性质、矿体赋存条件、采矿方法等多种因素的影响，错综复杂［5］。目前，国内外针对岩层、地表移动的预测研究主要有概率积分法、相似模型试验法、模糊数学法、数值仿真模拟法等［6-9］。但由于金属矿山矿体赋存条件复杂多变，使得地下金属矿床很难单纯地采用煤矿常用的模型识别方法进行地表移动规律预测、研究，而借助现有的理论进行岩层移动以及地表沉降机理的研究也具有一定的局限性。地表移动影响范围预测不当，将会导致矿山建设规划不合理，地表征地、居民搬迁范围不准确，造成巨大的经济损失，影响矿山的安全生产［10-11］。为此，对地下矿体开采引起的地表移动和岩层变形机制进行研究，并在可能的条件下控制其移动而保护构筑物，尽可能把影响程度降低到最低程度，具有重要的现实意义。……