下凹地形下采空区处理方案的相似模拟研究

木架山露天开采结束后,形成了下凹地形。非法开采在井下形成了3.75×105 m2的采空区。为了避免冲击地压隐患,防止非法采矿,提出用矿柱崩落法处理木架山143#剖面附近的采空区。由于有限元适用于弹塑性介质,不能确定垮落角和移动角。借助相似模拟试验,研究了顶板自然垮落的最小跨度、移动角和垮落角。研究表明:应用110 m的极限跨度可确保含磷白云岩及白云岩顶板自然塌落,处理之后地表岩体移动不明显。若全部崩倒上部大矿柱,顶板跨度将达到140 m,会导致78°与65°的垮落角,地表移动角达64.4°。相似模拟的极限跨度介于有限元与本文所给公式之间所得结果。