金属矿山地下开采所引起的地表变形与岩层移动是矿山灾害研究中面临的重要问题。随着金属矿山浅部矿体资源的开采枯竭,往深部地下采掘是未来金属矿体资源获取的主要途径,但随着地下矿体开采深度的不断递增,工程地质和矿区地压控制等情况则会变得更复杂,所引起的地表塌陷和岩层移动等变形问题也会更加显著,从而引起的地面变形和地表建构筑物破坏等问题就更加明显与严重。因此,对金属矿山地下开采所引起的地表和岩层移动展开分析研究十分有必要。本论文以武钢资源集团金山店铁矿张福山西区为研究背景,针对其地下金属矿山开采所引起的地表和岩层移动等变形现状,采用现场调查、GPS和数字水准仪综合地表监测手段和极限平衡理论分析等方法,主要研究了西区地表和岩层移动机理。论文的主要研究内容和研究成果如下:(1)对金山店铁矿张福山西区进行了全面地质资料收集、整理和研究,并对地表变形的发生和扩展过程进行了分析。同时,总结了金属矿山地表变形的特征。(2)从地表裂缝情况调查得出总结:裂缝在平面上的延伸方向基本与采区走向一致,大致为东西走向,围绕露天坑两侧分布,呈多条张拉的裂缝带,大部分裂缝既有水平张拉又有垂直错动。(3)通过对地表变形监测可得出结论:穿过黄茂湾村庄的1#测线上的GPS测点E01～E07的位移变化呈现较缓慢波动增大的趋势,其中测点E01变形较大;穿过坳背庄村庄的2#测线上的GPS测点E08～E14主要变形集中在E09和E10之间的地表裂缝以北区域,裂缝以南区域处于稳定状态,包括坳背庄村庄所在地表的变形基本没有增大的趋势;穿过歇马亭村庄的3#测线上的GPS测点E15～E21的变形主要集中在E15以北区域,测点E16～E21区域处于稳定状态。(4)综合研究了西区地表和岩层移动发生的机理和破坏过程,结合矿体的形态、监测调查和工程实际情况等确定了岩层移动的机理为上盘围岩渐进崩落。其发生渐进崩落破坏过程主要分为四个阶段:露天矿初采阶段,围岩峭壁形成阶段,破坏面和张裂缝形成阶段,破坏面和张裂缝持续变形阶段。(5)综合分析了西区地表和岩层移动破坏的主要影响因素,总结了其影响因素主要有地下采矿、矿体产状(规模、形态)、岩层岩性、地质构造和岩体结构、地应力场等。其中,地下金属矿体的开采是地表和岩层移动最直接的原因。(6)运用极限平衡法理论分析了西区上盘围岩稳定性状况,假定-115m开采高程为初始破坏状态时,其上盘岩体的破坏角达到了 69.7度,崩落角达到了 75度的值。图[68]表[16]参[84]。