金属和非金属矿山的采矿方法分为空场采矿法、崩落采矿法和充填采矿法。在矿山开采过程中,采用空场采矿法必将留下大量的矿柱需要回收,也会留下大量的复杂采空区需要处理。东升庙铅锌矿的采空区,采用强制崩落上盘及顶板围岩的方式,形成一定厚度的岩石缓冲垫层。这种处理采空区的方法能够及时降低和转移空区上盘围岩的应力,减弱应力集中的现象,控制了空区的地压,消除了空场。该处理方法,经济合理、成本低、工序简单,能够提高矿山的经济效益和安全能力。当顶板围岩大面积冒落,形成高速气浪,对生产巷道中的人员和设备造成危害,以及冒落岩体对采空区下部结构体动力冲击造成的损坏,都可以用适当厚度的岩石缓冲垫层防护。缓冲垫层的厚度若过大,会造成对炸药等材料的浪费,经济上不合理;若过小,起不到消波和吸收冲击能的作用,对人员,设备和巷道都会造成伤害。研究缓冲垫层的最小安全厚度,是解决崩落围岩处理采空区问题的关键。　　本课题以东升庙铅锌矿2号和11号矿体矿柱回收和采空区处理为背景,展开对最小岩石缓冲垫层的研究。　　首先根据工程类比法得出岩石缓冲垫层最佳厚度的范围为14m~22m。然后选用并运用离散元软件PFC2D对东升庙铅锌矿采空区顶板冒落岩体冲击采空区下部结构体及岩石缓冲垫层建立相关的模型,并进行其冒落冲击动态过程的模拟,直观形象地看到这一现象从发生到结束的全过程。在14m~22m的范围内选取14m、16m、18m、20m、22m五组垫层厚度进行模拟,最终通过比较这几组垫层的模拟结果,发现当垫层厚度为20m和22m时采空区下部结构体的裂纹数为零,并且受到的冲击应力小于采空区下部结构体能够承受的最大应力,即20m是模拟得出的岩石缓冲垫层的最小安全厚度。借鉴土力学与接触力学中关于最佳土垫层厚度的计算,我们得到最佳岩石缓冲垫层的厚度为17.7m,考虑到实际情况的复杂性和计算过程中对模型的简化,在此基础上乘以安全储备系数1.1,得到计算结果为19.5m。　　综上所述,通过模拟和理论计算两种方法得到的岩石缓冲垫层厚度基本一致,也就是岩石缓冲垫层的最小安全厚度为20m。这为东升庙铅锌矿安全经济地处理采空区提供了保障,也为同类型的矿山处理这类问题提供了参考。