在地下开采金属矿山中,由于矿山的各种地质因素都在地下开采引发地表变形中起到了不同的作用,使得地表变形的分析变得十分复杂。矿山的地面规划,地表征地,居民搬迁,构建筑物的使用等都依赖于地下开采引起岩层移动的规律分析,准确性直接影响到矿山的经济效益和人民的生命财产安全。因此,对于矿山地下开采引起地表变形移动规律进行分析研究十分必要。本文以典型的地下开采金属矿山——程潮铁矿西区地下开采为工程背景,采用工程地质分析、现场GPS综合立体监测、数值计算等多种手段与方法,探讨了金属矿山地下开采引起的地表变形规律。论文的主要内容与研究成果有:1、采用了GPS作为地下开采矿山地表变形监测的新手段,并对于GPS监测的可行性进行了实验研究,证明了GPS即使在复杂地貌条件下监测所取得的精度也能够满足矿山地表变形分析预测的要求。2、调查分析了程潮铁矿西区的工程地质、水文地质背景、矿体赋存条件以及矿山的采矿概况。通过结合地质背景、地表塌陷过程和实际监测资料,分析了地表变形塌陷机理,认为矿区岩层变形破坏的影响因素主要有岩性、岩体结构构造特征、构造应力场和自重应力场、水的作用和地下采矿等因素。其中地下采矿是矿区岩体变形的最主要原因。地下开采形成的采空区大小、形态、位置决定了地表塌陷坑的大小、形状、位置。只有地下开采形成了一定大小的采空区,塌陷才有可能发生。3、通过对程潮铁矿西区地表变形监测,得出以下几条规律:地表移动过程是一个岩体变形连续变化的过程,地表移动呈现出漏斗型形态特征。地表移动和错动线的扩展速率在不同方向是有差异的,与采矿的空间大小、形态、位置有关。地表错动线的扩展与地表裂缝的产生和发展有着极为密切的关系,因此及时的了解地表错动线的扩展状况才能对地表构建筑物的安全提供保障。4、数值模拟能够用于结合采矿进度预测地表变形发展情况。其中离散元对地表变形的预测偏向于保守,有限元的预测则偏小,但均与实际相差不大。实际中应综合两种预测方法,并结合现场裂缝的调查情况来判断地表变形的扩展情况。5、参数预测法依靠地表塌陷变形的机理分析,将地表变形分解为采矿影响和前期变形的影响两部分,而其他岩性、水文地质条件、地应力等因素对于同一点的影响归结为几个与开采高度有关的参数,通过同一高度开采初期地表变形的变形发展监测结果反算参数,从而预测地表变形的发展。该方法计算时简单快捷,综合考虑了地表变形多方面的影响,并能及时的对参数进行修改,提高预测精度,能够在中短期的预测中应用,并取得较好结果。