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矿柱是决定采场稳定性的重要结构单元,对采空区起支撑作用,不但维护着采场顶板及围岩的稳定性,而且对矿石回采率的提高有极大的潜在作用。目前,冬瓜山铜矿主要按“隔一采一”方式回采并且充填工作滞后,矿柱的稳定性问题变得日益突出。本文针对冬瓜山铜矿深井高应力条件下矿柱稳定性问题,综合采用理论分析、数值模拟、现场实测相结合的方法开展了以下研究:(1)针对冬瓜山铜矿深井采场回采形成的两面临空矿柱,应用断裂损伤力学原理,分析深井高应力条件下矿柱岩体裂纹演化过程及损伤机理;并运用岩石动态破坏模拟软件RFPA2D对两面临空矿柱的破坏过程进行模拟,从而为预测高应力条件下两面临空矿柱的稳定性提供依据。(2)运用Midas/GTS软件建立数值模拟模型,对冬瓜山铜矿“隔一采一”方式回采过程中单面临空矿柱的稳定性进行模拟,揭示矿柱及围岩的应力、位移、塑性区变化情况,并对回采过程中矿柱及围岩可能出现破坏的区域进行分析和预测。(3)采用空区三维激光探测技术和三维建模技术,快速而准确地获得采空区和矿柱的三维形态,实现了对两面临空矿柱和“隔一采一”方式回采过程中单面临空矿柱的稳定性数值模拟结果的可视化验证。(4)根据空区三维激光探测结果,借助Surpac软件实现了对矿柱垮塌范围的准确圈定及垮塌量的可视化计算,精确计算出了垮塌体积及垮塌后存留在空区中的矿石量等信息。(5)分析了矿柱垮塌的原因,提出了处理垮塌矿柱的具体措施,并根据冬瓜山“隔一采一”开采方式下矿柱稳定性分析结果,提出了预防矿柱破坏的对策。实践证明,上述方法为分析和预测深井高应力条件下矿柱的稳定性开辟了新的途径,对指导矿山安全高效开采具有重要的现实意义。