安全开采是矿床地下开采的重要问题,尤其是对于矿体离地表近,地表情况相对复杂的矿山,更加应该重视其安全开采的技术研究。本文结合赣南某萤石矿的实际开采情况,采用数值模拟、理论分析、现场监测等方法对该矿进行安全开采方面的技术研究,对该矿床的安全高效开采具有重要的实际意义。(1)为获得矿区矿岩物理力学参数和矿区的地应力以便为数值模拟提供计算参数,在矿山现场取芯进行室内岩石力学试验研究及声发射试验测定地应力,在现场结构面调查的基础上采用BQ法与RMR法对岩体进行了分级与评价,RMR评价结果为矿区岩体质量等级为Ⅱ级,矿岩岩体质量较好。声发射法地应力测定得到了地应力回归方程,为数值模拟应力反演提供基础。(2)为得到矿山全尾砂胶结充填体的最优配比,对尾砂进行了物理性质实验测试,并且对不同浓度的尾砂的塌落度进行了室内试验研究。通过进行室内胶结充填体强度试验分析,获得了胶结充填体力学参数与灰砂比、充填浓度、养护时间的关系,通过对充填体强度的影响因素的敏感性进行了分析,得到该矿山尾砂胶结充填体的最优配比,同时也将这一配比的充填体参数用作数值模拟充填材料参数。(3)为研究矿床开采地表变形规律及矿床开采后河流下方围岩应力情况,运用数值模拟辅以现场应力监测这一手段进行研究。结果表明,开采并且充填的工况3,地表沉降Z位移最大值为5.86mm,充填采空区对改善地表稳定性效果明显,此时地表构建筑物满足安全规范。在地表河流8个主要位置设置数值模拟沉降监测点,在矿山进行充填的情况下,地表河流的监测点沉降基本为0。通过现场应力监测反映了数值模拟开采与充填的安全性。从监测数据整体来看,监测点的应力值整体来说数值较小,波动不大,表明矿山在监测的约六个月时期内监测采空区区域稳定。(4)为优选出矿山回采最安全合理采场结构参数,基于Mathew理论和弹性力学小变形薄板分析法初步取定15种采场结构参数,基于AHP因素权重分析法,对初步取定的采场参数方案的应力、位移、塑性区及回采率等因素给予赋权重,通过数值模拟得到各方案各因素数值大小,再进行优势排序,最终得到安全开采的矿床的采场结构参数。