近地表急倾斜厚矿体地表移动规律及影响因素的敏感性分析

韩智勇 曹建立 刘 洋 刘 欢 李广辉 谭宝会

（东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819）

金属矿床地下开采，引起围岩移动、破坏。研究地表岩移规律，对于合理确定地表移动范围，优化矿山地表总图布置、保障生产安全等意义重大。目前对倾斜、缓倾斜煤层开采移动机理认识较深入，已建立各种可指导生产的地表及岩层移动的预计理论和模型［1-2］，对急倾斜煤层开采岩层移动规律和机理的研究起步较晚，但也取得了众多代表性成果［3-7］。金属矿山具有与沉积煤矿不同的岩体、地质、开采条件与采矿方法，对其急倾斜金属矿开采难以应用煤矿通用的方法来研究地表移动规律，我国部分金属矿山通过建立各类观测站研究开采沉降规律［8-11］，空间测量和大地测量精度受天气和环境影响较大，费用高，而且由于起步较晚，国内金属矿地表岩移数据相对较少。随着数值方法分析能力的提高，大容量、高速度的计算机出现，数值模拟［12-14］已经成为研究地表岩移和预测的重要手段之一，但这些研究多针对某一具体的工程背景，对于急倾斜厚矿体这一大类的矿体开采地表移动规律的研究还不够深入。本项目利用FLAC3D有限元分析软件，根据开采深度、矿体倾角、矿体厚度三因素进行正交试验设计模型方案，对急倾斜厚矿体开采的岩移规律进行系统研究，为地表沉陷变形进行预测和分析工程实践提供理论依据。

1 数值模拟计算模型和计算方案

针对矿体倾角、矿体厚度、开采深度3个因素，选取4个水平，设计L16（45）正交试验方案（其中2个位空白列），各因素取值及试验方案如表1所示。……