复杂采空区充填开采对地面建筑的影响研究

刘焕春¹，于建新²，焦华喆²，赵武胜³

1. 河南理工大学安全科学与工程学院2. 河南省地下工程与灾变防控重点实验室3. 中国科学院武汉岩土力学研究所

摘 要：矿山地下开采引起的围岩应力变化及地表变形影响着地面建筑物的安全。采用ABAQUS有限元软件对金属矿山充填开采引起的岩体变形及地表移动规律进行了研究。以矿山实际开采现状及实测数据为基础,建立了具有复杂空间结构的三维地层模型,利用子程序SIGINI编程施加地应力,采用修正Mohr-Coulomb模型模拟岩体,计算得出:由于围岩力学强度较高,开采引起顶板下沉量相对较小,充填对于控制底鼓具有一定抑制作用;预留矿柱主要承受较大竖向压应力,矿柱尺寸越小压缩量越大;地表充填站位于采空区边缘位置,水平及竖向位移相对较小,地表变形主要集中在采空区中部位置。研究成果可为矿山安全开采提供依据,为地面监测点的选择提供参考。

关键词：采空区;充填开采;地表沉降;数值计算;