王少林，毛建华，黄 敏

(1.长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南 长沙 410012；2.金属矿山安全技术国家重点实验室， 湖南 长沙 410012)

近年来，随着大型有色金属矿山的持续生产，矿山深部已形成的采空区对矿山地表、围岩的稳定性、矿柱和矿房的稳定性造成了一定的威胁。尤其是开采多年的厚大矿体矿山，各水平段所形成的采空区上下分布范围较广，错综复杂，采空区得不到处理，累计到一定程度后有可能诱发大面积的地压和不利于控制顶板的稳定性等问题。

本文依据铜坑矿的原始资料，建立三维可视化的有限元模型。以深部 92号矿体的采空区为研究对象，对矿区范围内的采空区进行稳定性分析。

1 地表及数值计算模型的建立

确定模型建立的范围以勘探线 207#线为最西端，208#线为最东端，东西约为1200 m；南北方向以东盘区以北300 m、S1采场以南300 m为研究对象，南北为1500 m的范围；垂直方向上Y=0～880 m（地表）。

在确立好研究范围后，为减少边界约束对整体模型的影响，在X方向上的两个边界面，平面上所有节点设置X方向的面约束；在Z方向，南北边界平面上所有节点固定，设置好面约束参数；y=0 m平面模型底部，设置面约束 X、Y、Z 3个方向的约束。

计算模拟分析选择Drucker-Prager屈服准则，以最大拉应力作为判据确定深部矿体采后各中段采空区的应力、位移、岩体塑性区的范围、影响到地表的弯曲带、最大裂隙带高度等，以此来确定铜坑矿开采矿房顶底板、留存矿柱的稳定性、地表移动范围、开采后形成的塑性区域等，并通过计算结果对采空区进行监控预警级别分类。……