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端帮开采极易诱发矿山端帮地表及岩层产生剧烈移动,使端帮地表及岩层在地下开采、坡表形态、岩体结构等多个因素影响下产生塌陷、滑移、崩落等破坏。本文采用物理模型试验与离散元数值模拟相结合的方式,深入研究了在考虑节理及其强度影响下的端帮开采诱发地表及岩层移动规律,取得的主要成果如下:(1)根据露天矿山端帮开采实例,归纳了端帮开采诱发地表及岩层移动破坏的典型类型,分析了影响地表及岩层移动的主要因素,并对端帮开采诱发地表及岩层移动破坏的特征进行了总结。(2)提出了 一种能够在三维物理模型中构建大量节理并控制其强度的端帮开采物理模型试验方法。试验结果表明,按照该试验方法进行的端帮开采物理模型试验能够反映节理及其强度对端帮岩体非连续变形的影响。(3)采用节理抗剪强度不同的三组物理模型试验对端帮开采诱发地表及岩层移动的过程进行了模拟。获取了考虑节理及其不同抗剪强度影响时,端帮开采采动传递规律、端帮地表及岩层位移分布特征、岩层典型破坏模式。(4)采用3DEC离散元软件,以眼前山铁矿东端帮和物理模型为研究对象,以节理抗剪强度参数c、φ为研究因素,以移动角为岩层移动范围的评价指标进行了端帮开采的数值正交试验,得到了岩层移动范围及开挖深度增加时岩层移动范围增量与节理抗剪强度参数c、φ之间的关系。(5)根据上述各种方法的研究,得到了考虑节理及其强度影响时端帮开采诱发地表及岩层移动规律:①节理抗剪强度越高,采动传递速度越慢,传递范围越小,岩体非连续变形程度越大;②端帮开采诱发地表及岩层移动破坏的基本模式有弯沉变形、垮落、滑移倾覆、剪切错动;③节理抗剪强度较低时采空区上方岩层完全垮落,端帮移动岩层可分为滑移倾覆区、垮落区、强烈扰动区,节理抗剪强度较大时采空区上方岩层部分垮落,未垮落岩层形成下沉区;④岩层移动范围及开挖深度增加时移动范围增量对节理粘结力c的敏感度弱于节理内摩擦角ψ,c、ψ与岩层移动范围呈负相关,与岩层移动范围增量无相关关系。