现代矿业 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (02): 148-153,159.
武尚荣 陈帮洪 费志文
摘要: 为解决某铜矿采空区采用饱水废石充填后,引发地表沉降与围岩失稳问题,评估浸 水环境下充填技术的安全性与适用性,为矿山灾害防控提供依据。针对某铜矿实际工况,综合运 用力学试验、数值模拟与理论分析方法,系统探究充填体力学特性及其对围岩稳定性的影响机制。 首先,通过单轴压缩与劈裂试验,测定矿体、围岩及饱水废石充填体的基本力学参数,结合 Hoek�Brown 准则,对岩体强度进行工程折减,构建反映地质条件的三维数值模型。其次,基于采场实际 开挖时序,设计四阶段数值模拟方案,动态再现采空区形成、充填及浸水作用全过程,定量分析地 表沉降、水平位移演化规律及围岩应力场分布特征。研究结果表明:充填作业显著抑制了地表变 形,最大沉降量为 265.84 mm,水平位移量在 0~30 cm,整体变形符合Ⅰ~Ⅱ级地表保护标准。然而,充 填体长期饱水导致强度劣化,诱发次生灾害风险,矿柱与顶板区域出现显著应力集中现象,最大主 应力达 53.48 MPa,局部围岩塑性区扩展深度增大,形成潜在剪切滑移面。通过多手段耦合分析方 法,可准确评估复杂水文地质条件下的充填采场稳定性,研究成果为类似矿山合理选用充填工艺、 制定灾害预警阈值提供了理论支撑与技术参考,对实现矿山绿色安全开采具有一定的实践价值。