陡倾结构金属矿山岩层移动和地表变形的离散元模拟研究

以金山店铁矿东区为例，采用离散元软件UDEC,结合地表监测成果，从岩体破坏、岩层移动、地表变形3个方面开展陡倾地质结构下金属矿山岩层移动和地表变形机理研究。研究结果表明：随着采矿的推进，回采区顶部垮塌和张拉破坏贯通区范围不断扩大，岩体塑性变形破坏逐步加剧；地表沉降位移和水平位移随着各分段向下开挖而不断增加，在-680 m开采水平下，地表沉降位移最大值约72.6 m,水平位移最大值约29.9 m;由于陡倾结构面的存在，上盘的变形破坏范围明显大于下盘，上盘岩层移动表现出倾倒特征，下盘岩层移动表现出剪切-滑移特征；在采矿初期，移动角和陷落角较大，随着采矿的进行，角度不断减小，开采至-382 m水平后趋于稳定；实测地表变形特征和变化趋势与数值模拟结果基本相符。研究结果可为其他具有陡倾结构的金属矿山开采提供借鉴。