考虑地表建筑物安全的大包庄矿预留矿柱方案研究

针对大包庄矿地下开采威胁地表建筑物安全的问题,选取该矿典型地质剖面,建立二维有限元数值模型,计算不预留矿柱时各中段开挖充填后建筑物区域地表变形最大值,将计算值与地表允许变形标准值进行对比,确定预留矿柱范围,并在该范围内设计间隔预留垂直矿柱方案,计算各方案下建筑物区域的地表变形最大值,将该最大值与标准值进行比较分析,以确定合理的预留矿柱方案。结果表明:不预留矿柱开采充填时,地表水平变形、倾斜未超过标准值,-400m以下矿体开挖充填后地表建筑物区域曲率最大值已超过标准值;预留矿柱时地表建筑物区域曲率最大值明显减小,矿房矿柱采用隔一采二的预留矿柱方案时能保证地表建筑物的安全,同时预留矿柱最少;将该方案应用于建筑物下其他地质剖面进行数值计算,结果也满足安全要求。研究结果可为矿山确定合理的预留矿柱方案提供参考。