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以云南磷化集团晋宁磷矿6号坑东采区露天转地下开采工程为背景,采用相似模拟实验和数值模拟(离散元UDEC2D)相结合的方法,针对缓倾斜中厚磷矿体地下开采过程中采用加设回收进路的无底柱分段崩落法的可行性进行系统研究,揭示了采场顶板围岩的变形和破坏规律以及地表沉陷规律,研究成果可为类似非金属矿床的开采所借鉴。论文的主要工作和取得的研究成果如下:(1)对晋宁磷矿6号坑东采区矿岩体物理力学性质进行了实验测试,获得了该矿区矿岩体的物理力学性质参数。(2)根据已有地下开采采矿方法,结合该矿山的实际情况,提出了加设回收进路的无底柱分段崩落的新开采方法。(3)根据晋宁磷矿6号坑东采区矿体赋存条件、上覆岩层结构和地下开采进程,以相似理论为基础,采用相似模拟实验,研究了采用加设回收进路的无底柱分段崩落法开采缓倾斜中厚磷矿体的可行性,获得了开采过程中上覆岩层的活动规律。相似模拟实验结果显示上覆岩层变形破坏从采空区的直接顶板开始,逐步向上覆岩层深部发展,在空区上方形成不规则的“阶梯状”垮落带。地表沉降最大值位于采空区正上方,且沉降最大位置随采场进路的推进,逐渐向采场推进方向移动。(4)以离散元理论为基础,采用数值模拟方法(离散元UDEC2D)对晋宁磷矿6号坑东采区地下开采进程进行了数值模拟研究,获得了顶板围岩的位移、破坏及采场支承压力变化规律。数值模拟结果显示上覆岩层的移动是非线性的,上覆岩层的沉降位移随着距离采场顶板的高度增大而减小。磷矿地下实施开挖后,在采场顶板前后的一定范围形成支承压力集中区,在采空区上方的顶板区域形成矿压卸载区。数值模拟结果与相似模拟实验结果较为吻合。