采空区群稳定性影响因素敏感性分析及其应用

李令鑫 王国伟

(华南理工大学安全科学与工程研究所，广东 广州 510640)

矿产资源地下开采后遗留大量未处理采空区，随时间推移，采空区越来越多且相互聚集，形成采空区群。相比于单个采空区，采空区群规模更大、影响范围更广、应力分布更为复杂，具有影响因素多、预见性差、后果严重等特点，且单个采空区失稳破坏很可能诱发整个采空区群失稳[1]，从而造成更加严重的人员伤亡和财产损失。因此，为保障矿山日常生产安全进行，防止灾难性事故的发生，迫切需要深入开展采空区群稳定性研究。

采空区群稳定性影响因素众多且相互作用，失稳机理复杂，确定各影响因素的敏感性、失稳主控因素及相应的临界值是十分必要的。目前，国内外学者在此领域开展了大量研究工作[2-8]。宋卫东等[2]从矿柱载荷、强度、失稳形式及影响因素四方面推导出2种矿柱的安全系数计算公式，采用6因素5水平正交试验分析矿柱稳定性影响因素的敏感性，并研究主要影响因素与矿柱安全系数之间的关系。尹升华等[3]建立计算矩形矿柱安全系数的简化公式，采用正交极差分析对矿柱稳定性影响因素的敏感性进行评价，得到矿房宽度、矿柱宽度与矿柱安全系数间的关系曲线。张海波等[4]采用简支梁理论、荷载传递交汇线理论、厚跨比法对空区顶板失稳临界参数进行计算，采用FLAC3D数值模拟软件研究采空区围岩的稳定性。王晓军等[5]利用FLAC3D完成多因素组合影响阶段矿柱上采过程数值模拟正交试验，分析了单一影响因素与顶板临界厚度的关系，利用多元非线性回归的数学方法，建立了上采过程3因素组合影响下顶板临界厚度数学预测公式。……