废石预回填抑制自然崩落法地表塌陷及岩移发展数值模拟

摘要

为辨识与控制崩落区和岩移区的安全隐患，提出对潜在崩落区进行废石预回填的思路，并通过对比有无废石预回填条件下的数值模拟，论证了该方法的安全性.研究结果表明，潜在崩落区废石预回填并未改变崩落形态的扩展规律，但显著抑制了近地表崩落形态及其深度.在生产初期，回填体引发近地表应力集中，加速崩落区扩展，同时优化了崩落区边界的连续性及空间分布特征；而在生产后期，回填体发挥了明显的侧向支撑作用，有效控制了崩落区扩展，并基本消除了非连续分布的“天窗”裂隙区，地表岩移呈现“早期加速触发-长期动态抑制”的阶段性演化特征，即早期因应力场干预提前触发岩移，但整体影响可控；后期较无废石回填显著压缩了岩移范围，降低关键构筑物受扰的风险.研究成果为自然崩落法矿山地表崩落安全主动防控提供依据.

关键词

自然崩落法 / 废石预回填 / 崩落体 / 崩落区 / 岩移区

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2022YFC2903904)