矿产资源的开采是人类社会生存和发展中非常重要的组成部分,在可以预见的未来,95%的能源和85%的原材料仍然要依靠矿产资源。开发矿产资源,无论是地下开采还是露天开采,都不可避免地要连续、长期、大量地改变地表、地貌和岩层构造,破坏原有的状态,从而影响地应力的均衡和水均衡,并引起水土流失、地面塌陷、山体开裂、滑坡、泥石流、水源破坏和污染等一系列的矿山环境问题。如何合理地开采矿产资源,预防和减少开采诱发的地质灾害问题,一直是学术界讨论的热点。本文在横向课题“深部开采岩体长期稳定性和地表沉降规律研究”(编号:04207520070527)的支持下,根据地下开采的具体情况和地表建筑物的重要性,建立了地表沉降变形的监测网点,并对监测点进行了实时的测量和数据分析。考虑到目前沉降变形的测量数据较少,本文采用回归分析和有限差分分析方法,结合岩石力学中的Mohr-Coulomb准则和蠕变理论,对矿区未来可能产生的地表沉降进行了预测,并对蠕变参数对地表沉降的影响进行了敏感性研究。主要工作如下:①根据矿区地表情况建立了沉降监测网点,结合水准测量的要求,对实际监测的地表沉降数据进行了科学的计算分析,得到了地表沉降变形的一般规律。②结合多元线性回归方程的优点,采用实测的地表沉降变形数据,建立了地表沉降的多元线性回归方程,并采用回归方程对地表沉降进行了预测分析。误差分析结果表明,预测的地表沉降变形值与实测数据相当吻合,能客观真实地反映监测点的沉降规律。③根据矿区采场的实际分布情况,采用有限差分软件FLAC3D,建立了-325m~- 475m中段采场的三维数值模型,对开挖充填,充填体蠕变,充填体和砂岩蠕变,充填体、砂岩和灰岩蠕变的四种工况进行了对比分析。分析结果表明:不考虑围岩蠕变特性所计算得到的弹塑性变形值偏于保守。④采用FLAC3D软件中内置的Cvisc蠕变模型,分析了不同蠕变参数对地表沉降变形的影响,研究发现:蠕变剪切模量越大,材料抵抗切应变的能力越大,刚性越强,变形越小;蠕变的粘滞系数越大,材料的流动性越大;不同蠕变参数对地表沉降变形影响的敏感性大小排序为:ηM < GK <ηK < GM。