我国的金属矿山过去许多采用空场法开采,留下了大量的采空区,其大量存在,将会引起冲击地压、地表塌陷、环境破坏等危害,因此,有必要对采空区的稳定性进行分析研究,为矿山的安全生产及后续的资源回收提供理论依据。本文以金岭铁矿召口矿区的一次采空区冒落为研究背景,针对老空区的稳定问题,应用大型数值分析软件FLAC^3D对采空区的稳定性进行评价分析。本文的具体研究内容包括:1.建立复杂采空区三维模型。将冒落前的空区围岩简化为力学模型,利用ANSYS强大的建模和网格划分功能,在ANSYS中对整个复杂空区建立三维模型,并生成节点和单元文件,通过数据转换程序,转换成FLAC^3D可识别的数据文件,由此,便在FLAC^3D中建立了计算模型。2.应力及位移分析。在FLAC^3D中,对同一水平段的若干个矿房一次开挖,进行静态数值模拟,根据所得的最大主应力云图和位移云图,分析采空区的应力及位移变化规律,发现采空区顶板受拉,且其值随着开挖的进行而逐渐减小;四周会有朝向空区方向的位移,且其值随着开挖的进行而逐渐增大。由模拟计算结果,可以得出,403柱是破坏的源头。3.安全系数计算。在运用FLAC^3D对同一水平段的若干个空区的稳定分析中,采用SOLVE fos命令进行强度折减计算,分析采空区的剪应变增量及单元状态,并求解安全系数。虽然由于在模拟计算时没有考虑断层、节理等结构面的影响,计算的安全系数是偏大,但可以得出403柱、601空区顶板、415空区和602空区交界处发生破坏的可能性比较大,这与实际情况是相一致的。在进行采空区顶板稳定性分析时,和长期监测定性评价的方法比较,数值模拟方法的引入,能够快速、定量的进行评价,为采空区顶板稳定性的预测、预报奠定了基础。