复杂采空区影响下后续矿体开采稳定性分析

李谢平，童志鹏

(昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南 昆明 650051)

0 引 言

在矿山开采过程，房柱法、全面法、底盘漏斗空场法等空场类采矿方法的应用，通常会形成大量的地下采空区。特别是，无秩序、无规划的乱采滥挖在开采区域或其周边留下了大量的采空区，致使矿山开采条件恶化，既严重影响矿山生产和安全，又极大地破坏和浪费了宝贵的资源。因此，采空区的稳定研究显得尤为重要，其稳定性分析与评价是非常复杂的过程，应用数值模拟的方法可有效分析采空区周边岩石的应力分布规律及其变形趋势。

为此，针对某铜矿地下开采所形成的复杂采空区，依据其赋存条件、矿岩特性、后续开采区分布等已知条件，建立三维数值模拟计算模型，分步骤分析采空区未充填、充填后以及后续开采时，围岩及顶底板的应力和塑性区分布规律、位移变形趋势，来为矿山后续的安全生产提供保障。

1 工程概况

某铜矿地表山势陡峭，地下开采范围较大，自22#至43#勘探线范围，开采区域南北长700 m，东西宽300 m，开采标高3 050～3 300 m。矿体为上、下两层缓倾斜分布，前期采用空场法进行开采，采空区赋存状态复杂、数量多、体积大，前期开采共产生218个采空区，采空区总体积280.1 万m3，典型的剖面分布见图1。

图1 采空区、后续开采矿体空间分布示意图Fig.1 Schematic diagram of spatial distribution of mined-out areas and subsequent mining bodies

因前期的开采顺序混乱、近地表盘区被先期开采，在采空区的周边尚保有大量的矿体资源未进行开采。后续矿体开采时，拟采用空场嗣后充填采矿法进行开采，主要的采矿方法及参数如下。……