基于极限平衡理论的上盘移动角预测研究

王 平 胡 彦 程爱平 许梦国 张威威 胡倡瑞

（1.武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北 武汉 430081；2.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北 武汉 430081）

0 引言

崩落法开采引起的围岩崩落以及地表塌陷是一个复杂的空间—时间问题［1］。无底柱分段崩落法自20世纪60年代中期在我国开始使用以来，在金属矿山获得迅速推广，特别是在铁矿山中使用更为广泛，目前已占地下铁矿山铁矿石总产量的70%左右［2］。程潮矿区自建矿以来60余a均采用无底柱崩落法开采，开采活动由浅入深，围岩破坏复杂多变，深部围岩错动引致岩移演化规律与浅层围岩运移规律不尽相同［3-4］。由于岩层错动引起地表变形范围扩展，地表变形表现为地表塌陷与沉降，导致地表构建筑物的破坏，如不提前预测塌陷范围，则会对附近的人员及财产造成伤害和损失。

尽管我国的研究相对较晚，但是在钱七虎院士等人的大力倡导下，我国学者也对深部开采岩移机理和移动角的预测方面也取得了很好的成果。如周小平等［4］基于弹性力学理论，得到了在原岩应力及开挖扰动作用下巷道围岩的弹性应力场及位移场，通过岩移机理来预测移动角；许家林等［5］通过研究煤矿开采时的层状岩层破断规律，吴文平等［6］通过分析深部开采地表各种破坏模式的发生机制、表现形态以及调控策略，来对地表的沉降与移动角变化规律进行探究。赵国彦等［7］提出了一种改进高斯过程回归（GPR）理论，以9个影响因素作为判别指标，结合矿山的实测数据，构建了金属矿充填开采移动角预测模型。……