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地面塌陷作为一种地质现象是指在自然或人为因素的作用下,地表岩土体向下陷落,并在地面形成的塌陷坑(洞)。当前,由于人们对矿产资源的不断开发,地面塌陷问题日益凸显。地下开采矿山地表变形成为一个研究已久的问题,多年来,由于地质构造的复杂性,人们也从不同的角度对地表变形移动规律进行了研究;对于地表的变形监测的研究在近几年来也有一定的发展。所以,了解地下采矿与地表变形之间的关系,研究地表变形的规律是一个重要且有意义的课题。本文在充分研究前人资料的基础上,以大冶铁矿塌陷区为背景,介绍了其工程地质环境,并以铁门坎塌陷区为例,详细分析了塌陷区沉陷的原因、对岩层变形规律进行了研究、运用Ansys数值模拟塌陷区并分析采矿后采空区以及连续动采对塌陷坑的影响,总结岩层及塌陷区地表移动破坏发展规律。其具体研究内容及结论如下:1、论述大冶铁矿塌陷区地质构造背景。通过实地考察及室内勘查数据对大冶铁矿整体情况进行了描述,并对区域地层的岩性特征、区域构造样式与新构造活动进行了简要的概括。并针对塌陷区情况进行了调查与分析,为岩体变形规律研究和数值模拟分析提供了依据;2、重点分析塌陷区的几何学特征,特别是岩体变形特征的归纳总结。对塌陷区的几何学特征进行分析,总结塌陷区的形成原因、岩层变形规律以及岩体结构类型及破坏机制。以便更好地选用模拟软件对塌陷区进行数值模拟分析;3、数值模拟方法及结论。运用Ansys软件,模拟了塌陷区目前地下开采引起地表沉陷(-110m开挖)、地下开采结束(-158m至-170m)两个阶段引起的地表变形,建立了二维数值模型模拟采空区以上地表沉降区的应力场、位移场和塑性区的分布规律与量值大小,并研究了现阶段开采采空区岩体的整体稳定性;结果表明a)开挖深度加大,地表及空区附近点主应力值会明显增大;b)地表塌陷坑底部的主要应力模式在开挖结束时由原来的“压--剪”转变为“拉--剪”;c)变形以竖直向变形为主;d)除3号塌陷区域外,其他塌陷坑未见异常。