戴怡文，王卫华，孙道元，张理维

(中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083)

0　引言

随着矿山浅部资源的枯竭，深部资源的安全高效开采已成为采矿行业的重大课题。衡量岩体稳定结构与井下安全作业的一项重要指标就是顶板稳定性情况及合理的支护形式。深部岩体的应力环境与工程地质条件相对于浅部要复杂的多，在采动、地压及地下水等多因素影响下，控制巷道围岩及顶板稳定性的难度更加艰巨[1-3]。因此，国内外学者展开了大量研究[4-6]，目前数值模拟法广泛应用于岩土与地下工程中，其能较好地克服传统工程类比与力学分析法不能完全反映岩体开挖后的应力-应变及实际破坏情况的不足[7-9]。

国外对采空区顶板稳定性分析和支护设计研究很多，特别是南非、澳大利亚、美国等国家，其数值模拟技术和支护理论均较完善[10-12]；国内虽然起步较晚，但发展迅速。周宗红等[13]结合矿山的实际开采条件，对采用分段空场崩落法时的护顶矿层与隔离矿柱进行了三维有限元模拟分析，选取了适合的护顶厚度与采场跨度，有效保证了空场顶板的稳定性。王新民等[14]利用ANSYS有限元分析软件模拟分析了柿竹园矿体典型采场顶板稳定性及采场围岩的力学状态，对地压进行了有效管理，实现了矿体的安全高效开采。

本文提出了适用于金属矿山“数值分析—围岩质量评价—动态监测”相结合的顶板控制技术。依据深部开采时所处的应力环境，对进路开采时巷道顶板稳定性进行数值分析，计算出进路开挖后顶板的最大拉应力、最大压应力及抗拉抗压系数。……