刘少华，叶永芳，张缓缓

（江西省煤田地质局二二四地质队，江西 南昌 330002）

天然状态下，地下岩层是处于平衡状态的。然而，由于地质采矿势必会打破这种平衡，使得矿产顶板围岩发生损伤、变形破坏，使得其力学性质减小，降低了顶板围岩的稳定性，增加顶板垮塌的危险。而大采深、高应力作用下，矿井力学环境较浅部矿层开采有很大的改变，围岩变形破坏较浅部开采有很大的差异，且更加难以掌控。因此，很有必要研究深部矿产开采围岩移动变形破坏特征，从而有效地减小因采矿造成的顶板灾害的影响。

本文以某硅灰石矿区8线和47线上Ⅳ矿体开采为例，通过对比分析不同采深情况下矿体开采模拟，得出深部矿产开采时顶板围岩移动变形破坏的特征。

1 Ⅳ矿体简况

Ⅳ矿体为矿区内的主矿体，赋存于55.95～508.75 m，厚1.56～21.87 m，平均厚10.53 m，其形态规则，呈似层状、透镜状产出，见图1。从图中可看出，该矿体在8勘探线上埋深较浅，在47勘探线上埋深较深。8线上ZK801孔实际揭露Ⅳ矿体埋深为206.35～226.10 m，矿层真厚17.11 m，47 线上ZK4701孔，Ⅳ矿体埋深546.25～577.1 m，中间夹有5.95 m的灰岩，下层矿体厚17.35 m。

图1 石竹山—樟木桥硅灰石矿区纵剖面

2 矿层开采地表移动变形模拟

2.1 数值模型建立

根据弹性力学中圣维南原理，浅部矿层开采设计模型尺寸为200 m×100 m×200 m，深部矿层开采设计模型尺寸为200 m×100 m×585 m，两端定义围岩边界均预留20 m，开挖步距均设为20 m，开挖8步，实际开挖160 m。模拟过程中对岩层厚度进行了合理的概化，47线模拟开采下部矿体，两模型采厚均为17 m，且仅考虑岩体自重下的初始应力，其数值模型分别见图2。……