李何林 胡 崴

(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，安徽马鞍山243000;2.金属矿山安全与健康国家重点实验室，安徽马鞍山243000;3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，安徽马鞍山243000)

徐楼铁矿石楼一矿带位于闪长岩与大理岩接带，或其附近的大理岩内，沿闪长岩床上下两侧矿体呈水平状，矿体埋深从60～160m。上覆有第四系岩层，顶底板主要为大理岩和闪长岩，但其厚度较薄。矿体埋藏于侵蚀基准面及地下水位之下，矿床以充水岩层、孔隙岩层为主。矿体走向基本为东西向，在走向方向，矿体埋藏西高东低，整个矿体分三步回采，一、二步回采矿块，三步回采间柱和顶柱。

开采防水顶柱，主要是要防止由于顶柱采动，地表或含水层经导水裂隙带下泄至采空区造成淹井事故，然而，井下开采对顶板岩层以及导水裂隙带发育高度的影响是个非常复杂的问题，因地质条件不同，不同矿山存在极大差异。本研究借助计数值模拟手段，对徐楼－45 m防水顶柱的回采过程进行分析，为矿山安全、高效开采提供依据和指导。

1 数值模型的建立

1.1 基本假设

(1)岩性，将岩体视为均质、各向同性介质［1］。

(2)初始地应力，徐楼铁矿，初始地应力场仅按自重应力场考虑。

(3)开挖，矿体开挖过程为一次形成，不考虑时间效应［2］。

1.2 模型的几何尺寸

X方向为矿体走向方向，取待回采的顶柱长度的3～5倍(700 m);Y方向为矿体倾向方向，取采场推进长度300 m;Z方向为矿体埋深方向，取值大小为400m。模型长×高×宽为700 m×400 m×300 m(见图1)。……