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铁古坑采区边坡稳定是地下首中段开采的必要条件,为保证露天转入地下首中段开采的生产安全,需进行充填开采。露天转地下开采中充填体的主要作用是与围岩相互约束变形来降低地下开采对露天边坡稳定性的影响,而充填体约束变形的能力与其变形参数有关。本文依据铁古坑采区开采技术条件,采用理论分析和数值模拟开展考虑充填体变形参数的露天转地下开采边坡稳定性研究。(1)建立地下首中段非充填开采前后各工况的数值模型,采用有限元局部强度折减法分别计算了露天边坡顶、底帮的安全系数(F),结果表明:首中段开采对露天边坡顶帮稳定性影响较大,且顶帮存在失稳风险,而对底帮稳定性影响较小。(2)建立首中段开采充填体受力简化模型,运用力学理论计算推导充填体变形参数与地下开采引起的边坡变形沉降量之间的函数关系表达式,该式表明充填体弹性模量(E)、泊松比(v)均与边坡沉降量成反比,地下开采引起露天边坡顶帮产生不均匀沉降变形,变形沉降量由坡顶到坡脚先增大后减小。(3)根据铁古坑采区工程条件下可能采用的充填体灰砂比(1:16、1:8、1:6、1:4、1:2),确定了充填体变形参数的变化范围:0.09 GPa≤E≤0.69 GPa、0.20≤v≤0.36,通过数值模拟研究了该范围内充填体变形参数与露天边坡变形、安全系数的关系,结果表明:随着充填体弹性模量、泊松比的增加,露天边坡变形逐渐降低,安全系数逐渐增大,露天边坡稳定性越来越好;弹性模量与泊松比共同影响着露天边坡稳定性,当0.09 GPa≤E<0.49 GPa时,安全系数随着泊松比的增加而增大,当E≥0.49 GPa时,泊松比在0.20~0.36内变化对安全系数影响较小;实际工程首中段开采的充填体灰砂比为1:6,其弹性模量为0.29 GPa,泊松比为0.26,该充填条件下的安全系数为2.2;工程可采用的灰砂比中,1:8及其以上灰砂比的充填体可保证地下首中段开采露天边坡稳定;满足工程对边坡稳定性要求(F≥1.2)的充填体变形参数取值范围为:0.20≤v≤0.36,E≥0.18 GPa~0.10 GPa,其中,弹性模量的最小取值与泊松比有关。