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矿山的地下开采就会产生采空区,采空区的存在对矿山的安全生产来说是一个潜在性的威胁。尤其是采用空场法进行开采的金属矿,采空区面积的不断增加,是矿山日常生产中不可回避的问题。怎样在安全生产与经济效益之间寻求平衡,是矿业从业者需要不断研究的问题。本文以东升庙铅锌矿为研究背景,以东矿采空区的微震监测项目为依托,首先通过对东矿实际的开采情况进行现场调研,完成矿山的三位数字化模型的建立;其次是运用数值模拟的方法对东矿的开采情况进行分步模拟,并判断采后空区的稳定性;最后是通过东矿的微震监测系统来对空区进行实时监测,保障矿山的生产安全,使东矿的工作人员可以提前防范可能出现的大范围的空区失稳灾害。具体的研究内容如下:首先,对东矿进行资料收集与现场调研,运用SURPAC数字矿山软件对东矿2#和11#矿体以及地表、巷道建立三维数值模型。并寻求一种新的地表建模的方法,在手头资料不足的情况下可以建立准确的矿山地表模型。然后,将上一步建立的SURPAC模型转化到MIDAS/GTS NX有限元软件中进行数值计算,其中对模型需要做一定的简化工作。对东矿的矿体开采,分三步进行开挖模拟:第一步,对900中段以上的矿体进行开挖,对开挖结果进行应力与位移的分析;第二步是模拟850~900中段矿体的继续开挖;第三步是模拟800~850中段矿体的开挖。对各个模拟阶段的位移、应力图进行对比分析,找出岩体中发生应力集中和位移最大的区域,分析可知采空区围岩整体上仍处于稳定状态,并确定出围岩局部需要进行重点监测的区域。最后,以东矿的实际情况为基础,结合MIDAS/GTS NX软件的计算模拟结果,建立东矿的IMS微震监测系统。然后对该系统进行室内虚拟模拟分析和现场定位精度分析;将第一部分建立的SURPAC模型用于微震事件的空间显示;在JDI可视化分析软件中对微震事件进行处理分析,通过生成的视体积和能量指数曲线来判断发生围岩失稳的可能性,达到安全监测的目的。到目前为止,东升庙铅锌矿的采空区仍处于稳定状态,没有发生任何对矿山生产有危害的事故,与本文所得结论相一致。