矿业研究与开发

作者：崔松,幸安康,王晓南,曾子强,丁勇,苏伯阳,马宇东,汪昕

关键词：深部开采;采场结构参数优化;高地应力;层状矿体;Mathews稳定性图解法;离散元模拟

针对深部矿山采场在高地应力与复杂地质条件下稳定性不足的问题,以思山岭铁矿为工程背景,建立“理论经验数值”协同优化的采场结构参数优化方法.首先,利用Mathews稳定性图解法,依据Q系统修正值和形状因子初步筛选采场暴露面积与矿柱安全范围;其次,通过工程类比分析国内外类似矿山采场尺寸经验,确定合理的顶板暴露面积和采场几何参数;最后,采用三维离散元数值模拟构建采场开挖模型,对3种不同采场结构参数方案的应力、位移、塑性区体积和张拉破裂数进行定量评估,确定最优方案.结果表明:矿房最优参数为80m(长)×20m(宽)×60m(高),该方案顶板沉降量(1.76cm)和边墙位移量(4.46cm)均低于安全阈值,且塑性区体积(23 534m3)及张拉破裂数(2 157个)显著优于其他方案;采场开挖后顶板以张拉破坏为主、边墙呈拉剪混合破坏的应力重分布特征,为支护设计和灾害防控提供了定量依据.多方法协同优化体系为采场结构参数设计提供了科学依据,对千米级深井矿山具有重要工程借鉴价值.

来源：2026年第3期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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