露转地条件下露天边坡与地下采动的复合作用机理研究是安全有效进行深部开采的关键科学问题。论文依托国家自然科学基金资助项目(NO.41702327)“边坡与地下开采耦合作用下岩体响应的演化特征及其动态效应研究”,以滇池周边某磷矿露转地开采为工程背景,运用数值模拟与相似模型试验相结合的方法,对缓倾斜中厚矿体露天转地下开采作用下地压活动特征及其动态效应进行系统深入研究,并针对可能诱发的动力灾害使用不同充填结构进行防治。主要研究成果如下:1.对矿区工程地质、水文气象、开采现状等条件进行系统调研,并对采场主要岩体进行现场采样及室内力学性质测定,利用Hoek-Brown经验公式对测得力学参数进行折减,得到采场矿岩及顶底板围岩的基本力学参数。2.相似模型配比试验表明:以石英砂、石膏、碳酸钙、水及硼砂混合而成的相似材料通过改变各组分含量,对模拟材料的弹性模量、抗压强度能产生较大的影响。当石英砂含量为75%、80%时,可模拟弹性模量、单轴抗压强度范围分别为0.015~2.8 GPa、0.08~8.4 MPa,可以对矿区主要岩体的力学特性进行有效匹配。3.相似模型试验结果表明:露天开采时,受开挖影响,模型邻边坡位置出现了一定回弹现象,边坡及采场覆岩应力与变形处于一种复杂的动态变化过程,但整体上呈现随着与边坡距离的增大而减小的变化规律,坡角位置出现最大沉降位移为0.28m,坡腰位置出现最大水平位移为0.22m。露天转入地下开采后,坡角位置出现最大沉降位移为1.1m,坡腰位置出现最大水平位移为0.44m;边坡岩体卸压区主要集中在坡腰处。采场覆岩上同一测点应力随着进路的推进而不断发生变化,顶板未垮落前顶板应力不断增大,顶板垮落后,空区顶板表现为卸压状态,应力向空区两端部转移;随着空区面积的不断增大空区上覆岩层由非充分采动向充分采动发展,回采完成后空区上覆岩层达到超充分采动状态,各阶段采场覆岩水平位移变化规律较为复杂,在一阶段空区上端角点处出现最大水平位移为0.32m,在二阶段空区上方中央偏下山部位出现最大沉降位移为2.4m。地下开挖完成后,边坡坡腰处出现宏观裂缝,各阶段顶板冒落严重,最大冒裂高度达32m。阶段矿柱的存在对矿区维持稳定有重要意义。4.缓倾斜中厚矿体露转地开采下地压活动特征数值模拟结果表明:露天开采过程中,由于卸荷作用,露天边坡及邻边坡岩体内部出现应力减小及位移回弹现象,开采结束后边坡坡角位置出现较为明显的拉伸破坏。在地下开采过程中,露天边坡岩体最大下沉量出现在坡角位置为1.01m,最大横向位移出现坡腰位置为0.45m;边坡岩体内部压应力呈减小趋势,卸压区集中在坡腰处,最大卸压幅度可达34%。采场覆岩最大横向位移出现在一阶段空区上方右侧角点处为0.55m,最大下沉位移出现在第二阶段采空区顶板中央部位为2.10m;随着采空区的范围增大,采场顶板发生垮落,应力释放形成的卸压范围、卸压程度与采区两侧矿体应力集中系数均增大,增幅大小与空区上部岩层高度成反比。露天边坡安全系数在地下采动影响下急剧减小,开采完成后边坡安全系数接近许用安全系数的最低值。数值模拟与模型试验在应力与位移上均呈现相同的变化趋势,误差范围在15%以内,两者岩体变形破坏位置及范围也相差不大。5.运用数值仿真软件对不同充填结构下的空区治理效果进行研究,结果表明:四种充填结构下采场覆岩均未出现较大范围破断现象、应力峰值变化趋于平缓、模型顶板未出现明显的下沉运动,充填效果显著。综合来看,使用充填率为19.6%的“带状”充填结构进行空区充填不仅能够有效控制覆岩运动、减缓采场围岩应力集中现象,且充填材料较其他方案少,经济成本相对更低,效果最为理想。