碎裂矿段开采与空区处理协同研究

陈庆发¹，周科平²，胡建华²，张世超²

(1. 广西大学 资源与冶金学院，广西 南宁，530004；

2. 中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙，410083)

摘  要：为在生产高效和作业安全上取得系统整体最优，将碎裂矿段的空区处理微观问题纳入采矿方法创新设计宏观问题中，开展2种问题的协同研究：首先，针对广西高峰矿105号矿体碎裂矿段的赋存特点和开采技术条件，考虑对各种规模空区适应性，基于采矿环境再造和连续采矿理论，提出采矿环境再造无底柱分段分条连续采矿法；然后，根据采空区规模、围岩状况和原岩应力场等条件的差异，在所有采空区中选择具有代表性的空区，运用离散元程序对其稳定性进行计算分析；最后，在稳定性分析的基础上，灵活调整开采布局，将采空区调整为部分切割工程、自由爆破空间或采场，从而确定出各种规模空区的处理方案。研究结果表明：碎裂矿段开采与空区处理协同研究可为类似矿床的安全高效开采提供参考。

关键词：碎裂矿段；稳定性分析；空区处理；协同

中图分类号：TD322.4         文献标志码：A         文章编号：1672-7207(2010)02-0728-08

Synergism study of mining and goaf treatment in
cataclastic ore section

CHEN Qing-fa¹, ZHOU Ke-ping², HU Jian-hua², ZHANG Shi-chao²

(1. College of Resources and Metallurgy, Guangxi University, Nanning 530004, China;

2.School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

Abstract: In orde to obtain system optimization in high efficiency production and operation safety, the microcosmic problem of goaf treatment was brought into the creative design of mining method and the synergism of two problems was studied. Firstly, in view of the occurrence characteristics and mining conditions of catacalstic ore section of orebody No. 105 in Gaofeng mine in Guangxi province, considering the adaptability to different scale goafs in the ore section, based on mining environment reconstructing idea and continuous mining mode, a new mining method (mining environment reconstructing non-pillar sublevel-strip continuous mining method) was put forward. Then, some representative goafs were selected and their stabilities were calculated by discrete element method on the basis of differences of goaf scale, surrounding conditions and situ stress field. At last, the mining layout was adjusted on the basis of goafs stability analysis and the goafs were adjusted as a part of cutting engineering, blasting space or stope, so as to determine all kinds of goafs treatment schemes. The results show that study on the synergism of mining and goaf treatment in cataclastic ore section can be regarded as a reference for safety and high efficiency mining of similar deposit.

Key words: cataclastic ore section; stability analysis; goaf treatment; synergism

对于松软破碎复杂难采的高品位矿体，常规开采方法主要有分层充填法和分段空场嗣后充填法^[1-3]。前者存在充填接顶质量差、后期矿柱回收安全性差、生产效率低等缺点；后者存在回采过程中容易出现垮方冒落等安全事故、难以适应矿体厚度多变的不足。针对这2类方法的缺陷，周旭等^[4]通过优化采场结构参数，采取单体水压支柱护顶和光面爆破控顶方式对水平分层充填采矿方法进行改进；李兴尚等^[5]通过调整充填材料及配合比，提高了胶结充填体强度的方式，改进了水平分层充填采矿方法；吴贤振等^[6]通过调整矿块结构参数的方式，优化了分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法。这些改进和优化措施并没有从根本上实现采矿方法的变革。与此同时，赋存在其中的复杂空区也对这些隐患资源的安全高效开采提出了更高的要求。袁志安^[7]提议采用阶段崩落法对采空区群下的部分富矿体进行连续采矿的方案；任凤玉等^[8]提出了用斜面蹬碴落矿采矿方法回收活动空区边缘的部分冒落残矿；周科平等^[9-11]针对大范围隐患区下低品位厚大矿体开采条件，提出了顶板诱导崩落连续采矿新技术，并将其应用于工程实践，获得了成功。但是，对于赋存有复杂采空区群的高价值碎裂矿段的安全高效开采，国内外尚无现成的成套技术和经验可供借鉴。

1  碎裂矿段开采与空区处理协同的提出

自20世纪60年代Ansoff提出协同理念以来，该理念便一直成为企业界、工程界研究很多问题的指导原则^[12-14]。所谓协同指的是事物与事物之间的一种关系，一种相互之间的和谐与正向配合的关系。系统协同指的是通过某种方法来组织和调控所研究的系  统，寻求解决矛盾或冲突的方案，使系统从无序转换到有序，达到协同或和谐的状态。系统协同的目的就是减少系统的负效应，提高系统的整体输出功能和整体效应。

碎裂矿段开采与空区处理协同是指二者在矿山整体回采过程中的合作、协调和同步。过去人们对二者的协同关系研究并不多，基本认为二者是一种不协同或低协同的相互关系。事实上，从系统的观点来看，二者并非完全孤立，包含着相互影响、相互制约、相互促进的协同关系，具有较强的耦合性，在矿山开采期间存在着较高程度的协同效应和协同空间。如果矿山设计的采矿方法能够适应各种规模和形状的采空区处理的情况，也就是说，存在的采空区能够被纳入整个矿山的开采布局之中，作为开采系统中的部分切割工程、自由爆破空间或采场，那么，矿山将取得较好的协同效果，输出较高的协同效应。

2  碎裂矿段及其空区赋存概况

高峰矿是广西华锡集团控股的大型矿山基地之一，其第100号矿体埋藏在+690~-79 m之间，目前已基本开采完毕。第105号矿体在-79 m标高以下，为第100号矿体的延伸矿体，该矿体在-114~-145 m之间为碎裂矿段，碎块未胶结，易脱落。第105号矿体碎裂矿段受民采干扰，形成许多不规则的空区，而原民采对该矿段的开采主要为浅采，空区体积不均匀，有少量重叠贯通，大多不连续。采空区结构尺寸统计结果如图1所示。经现场地质调查^[15]，测得碎裂矿段主要有4组节理，其分布形式如图2所示。倾角为25?的连续节理1组，节理间距为0.5 m；倾角为65?的节理有3组，属于断续节理，平均间距约为1.5 m。这2种倾角的节理是碎裂矿段介质不连续的主要表现   形式。

图1  采空区结构尺寸统计

Fig.1  Statistical results of goafs structure sizes

图2  碎裂矿段节理分布形式

Fig.2  Joint distribution form in cataclastic ore section

3  碎裂矿段采矿方法设计

为实现复杂条件下软破矿体安全高效回采，古德生院士继提出“无间柱连续采矿^[16-18]”之后，创造性地提出了“开采环境再造^[19-21]”这一新的采矿科学命题，其基本内涵是“突破传统的采矿方法设计思想的限制，应用新的理论、方法和技术，营造一个良好的矿岩开采环境，最终实现矿石资源的高效回采”。

对第105号矿体碎裂矿段的开采，若仍沿用矿山原采第100号矿体所采用的上向水平分层充填法和分段空场事后充填法^[3]，则对于占矿段中大部分的走向长度短、厚度为中等的矿体，采用上向水平分层充填法，采场生产能力将严重制约着矿山的生产规模；而采用分段空场事后充填法因要考虑相邻采场的回采，必须留矿柱和在采场底部构筑人工进路，采场全高度方向上需进行高强度充填，从而使充填成本较高。

针对碎裂矿段的特点以及原采矿方法生产的难点，本着提高生产效率、降低生产成本、保证作业安全、确保较低的资源贫化损失率、与空区处理协同等指导思想，基于采矿环境再造和连续开采理论，综合提出了一种新的采矿方法，即采矿环境再造无间柱分段分条连续采矿法。该方法按矿体厚度不同(≤15 m，15~30 m，≥30 m)具有不同的表现形式。矿体厚度   ≤15 m时的采矿工艺如图3所示。

当阶段高度30~50 m时，将阶段划分为2~3个分段：沿矿体长度方向布置矿房和间柱，矿房长度为40~60 m，间柱长度为12~15 m，不留顶柱、底柱。整体上采用两步骤回采，先回采间柱，进行较高配比的水泥砂浆胶结充填；然后，回采矿房，进行低配比的水泥砂浆充填和小部分高配比胶结充填。间柱和矿房的回采工艺大致相同，都是上、下分段同时爆破，在下分段出矿，全部回采完毕后再进行充填，不同的是间柱的拉槽布置在一端，矿房的拉槽布置在中央，间柱是一端往另外一端后退式回采，矿房是中间往两端回采。出矿均经下盘的出矿进路从下分段的凿岩道或平底采用铲运机出矿(采空区比较大时采用遥控铲运机出矿)。间柱和矿房的充填均通过上阶段的运输平巷，经出矿进路、充填通风联络道下放充填管路进行。间柱充填采用砂浆配比为1?4的水泥。矿房底部4~6 m采用砂浆配比为1?4的水泥砂浆进行充填，其余部分采用砂浆配比为1?10的水泥进行充填。凿岩时，新鲜风流自下阶段运输平巷经出矿进路、凿岩道、切割通风天井、充填通风联络道、上阶段出矿进路后，排至上阶段运输巷道。回采时，新鲜风流自下阶段运输平巷经出矿进路、凿岩道、空区、充填通风联络道、上阶段出矿进路后，排至上阶段运输巷道。

(a) 矿柱开采工艺(第1步骤)；(b) 采场开采工艺(第2步骤)

1—下盘阶段运输巷道；2—出矿进路；3—上分段凿岩道；4—切割通风天井；5—下分段凿岩道或全长拉底；
6—分段人行天井；7—分段排坊溜井；8—矿块边界；9—部分高度胶结充填；10—低配比尾砂充填或块石充填；
11—炮孔；12—充填通风联络道

图3  采矿环境再造无间柱分段分条连续采矿法示意图(矿体厚度≤15 m)

Fig.3  Sketch map of mining environment reconstructing non-pillar sublevel-strip continuous mining method
(orebody thickness is less than 15 m)

与上向水平分层充填法和分段空场事后充填法相比，新采矿法具有以下优点：(1) 继承了上向水平分层充填法和分段空场充填法的优点，不留顶、底柱，采场生产能力大，资源贫化损失低，能够适应不同厚度的倾斜、急倾斜高品位矿体的开采；(2) 巧妙地利用了上阶段的出矿川作充填、通风联络道，使工艺的通风和充填可靠性较好；(3) 人员不进入空区作业，且回采间柱和矿房时，周边均有较好的应力环境，安全性较好；(4) 工艺简单、可靠。

4  采空区稳定性离散元分析

4.1  离散单元法简介

离散元法是一种基于牛顿第二定律的岩石力学计算分析方法，特别适合于节理比较发育的工程岩体，在采矿工程、隧道工程、地下工程等领域得到了广泛应用^[22]。UDEC 是针对非连续介质开发的二维离散元程序，在数学求解方式上采用了有限差分法，力学上则增加了对接触面的非连续力学的模拟，被普遍用于研究非连续面占主导地位的工程问题^[23-24]。

4.2  计算模型

根据采空区规模、围岩状况和原岩应力场等条件的差异，选择Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号采空区分别代表较小、中等、较大规模的3种空区(Ⅰ号空区面积为300 m²，高度为6 m；Ⅱ号空区面积为900 m²，高度为14 m；Ⅲ号空区面积为3 600 m²，高度为22 m)。所有模型两侧面限制水平移动，底面限制竖向移动，顶部模拟上覆岩重，建立3种空区的离散元模型进行计算。数值模拟中矿岩体和节理的物理力学参数分别如表1和表2所示，3种空区的模型尺寸如表3所示，离散元计算模型如图4所示。

4.3  计算结果分析

碎裂矿段中空区围岩的破坏情况主要以塑性区分布的形式表现出来。3种空区围岩塑性区分布如图5所示。可见：

(1) Ⅰ号采空区(图5(a))顶板礁灰岩中间偏右1 m处有一狭长深度约为11 m的塑性区，其主要原因是空区底部碎裂矿体变形较大，顶板岩体受拉破坏造成。顶板条带状塑性区偏离中心，主要是节理组方位和地应力共同影响的结果；底板塑性区范围较广，但分布相对零散，深度在10 m以内。采空区两侧矿柱塑性区呈零散分布，且范围较小，在4 m以内；由于规模小，Ⅰ号空区整体较为稳定。

(2) Ⅱ号采空区(图5(b))顶、底板塑性区深度分别为7 m和6 m，分别位于左侧顶板和右侧底板。矿柱没有出现塑性区，说明矿柱是稳定的。顶板多条塑性带水平宽度大于1/2顶板长度，由于塑性带尚未连通，不可能发生大规模冒路事故，但有可能会出现松动岩块下落现象。随着规模扩大，塑性区具有连通的趋势，顶板稳定性变差。

(3) Ⅲ号采空区(图5(c))顶、底板塑性区深度分别为20 m和15 m。顶板塑性区水平宽度大于顶板长度的1/2，由于塑性区已连通，大规模冒落事故的发生是必然的，矿柱未出现塑性区。

表1  矿(岩)体物理力学参数

Table 1  Physical mechanical parameters of ore (rock) body

表2  各种节理力学参数

Table 2  Physical mechanical parameters of joints

表3  计算模型尺寸

Table 3  Calculation model sizes

(a) Ⅰ号采空区；(b) Ⅱ号采空区；(c) Ⅲ号采空区

图4  空区稳定性离散元分析模型

Fig.4  Discrete element analysis models of goafs stability

(a) Ⅰ号采空区；(b) Ⅱ号采空区；(c) Ⅲ号采空区

图5  空区围岩塑性区分布规律

Fig.5  Distribution principle of surrounding plastic zone

总体来看，处于围岩和碎裂矿段分界处的Ⅰ号采空区规模较小，顶板均质岩体中的塑性区呈线型，深度为10 m，空区总体上较稳定。完全分布在碎裂矿段内Ⅱ号和Ⅲ号采空区塑性区分布具有明显的规律：塑性区分布均在空区顶板的左半部分，随着空区规模增大，塑性区范围增大，顶板稳定性变弱；矿柱均未出现塑性区；中等规模空区顶板塑性区深度为7 m，最大规模空区顶板塑性区深度为20 m。

5  采空区协同处理方案

采空区处理是控制和预防采空区灾害的非常重要的部分。目前，采空区处理主要有充填、崩落、支撑、封闭等方法，其实质是缓和岩体应力集中的程度，转移应力集中部位，或使应力达到新的相对平衡，从而控制地压，促使安全生产^[25-28]。

从碎裂矿段的赋存特点可知：赋存在其中的采空区如直接采用常规的空区处理方法，难以获得系统最优。碎裂矿段采空区在未处理前，所在位置、赋存地质环境、空区规模和空区稳定性等因素是基本确定的，由采矿环境再造无间柱分段分条连续采矿法知：碎裂矿段内包括采场宽度和高度、阶段高度和数目及部分切割工程及自由爆破空间等开采布局是可作适当调整的，这就为采空区协同处理奠定了良好的基础。

5.1  较小或中等规模空区处理方案

当矿体内存在规模较小或中等规模采空区时，可根据空区存在的具体情况，采取适当的方法将空区调整为拉槽、拉底、自由爆破空间、分段凿岩道的一部分加以利用。斜交采场长度方向较小规模空区处理方案如图6所示。可见：与采场长度方向呈角度a的较小规模空区调整为拉底空间加以利用。对于中等规模空区(如图7所示)，由于空区上部的塑性区分为6~   7 m，可将高度方向稍大的中等规模空区调整为自由爆破空间加以利用；对于高度稍大的中等规模空区，也可考虑将空区下部调整到下一阶段，但深度一般不宜超过5 m，利用周边隆口崩落部分矿体，崩落矿石堆积高度至出矿进路水平时，将剩余的上部空区调整为自由爆破空间加以利用。在选择空区周边的隆口进行崩矿作业时，根据碎裂矿段空区围岩塑性区分布规律，应选择主节理组下方的隆口更安全。在对空区周边矿体进行打眼放炮等作业时，应根据空区围岩塑性区分布规律选择安全部位进行施工。

1—下盘阶段运输巷道；2—出矿进路；3—上分段凿岩道；
4—切割通风天井；5—下分段凿岩道或全长拉底；
6—分段人行天井；7—分段排坊溜井；8—矿块边界；
9—斜交采场长度方向空区；10—充填通风联络道

图6  斜交采场长度方向较小规模空区处理方案

Fig.6  Treatment scheme of small scale goaf
intersecting with stope

1—下盘阶段运输巷道；2—出矿进路；3—上分段凿岩道；
4—切割通风天井；5—下分段凿岩道或全长拉底；
6—分段人行天井；7—分段排坊溜井；8—矿块边界；
9—高度稍大空区；10—充填通风联络道

图7  高度方向稍大的中等规模空区处理方案

Fig.7  Treatment scheme of middle scale goaf with
 a large size in height direction

5.2  较大规模空区处理方案

矿山大规模的采空区不多，Ⅲ号采空区是最大规模的采空区，目前，基本被崩塌的废石及矿石充满，所有能够进入采空区的坑道都已被封堵。对该类型采空区，不可能在此基础上再布置采场，只能根据采空区规模将其视为已经回采的采场或采区。在采空区区域较大或相当于采场规模，应回采空区周边矿体时，需要在空区精密探测的基础上，采用空区上部打充填井或钻孔充填的办法完成对空区的治理，必要时，还可以用加压注浆的办法增强充填体的稳定性。

6  结论

(1) 为在生产高效和作业安全上取得系统整体最优，提出了将碎裂矿段开采与空区处理协同理念。

(2) 针对广西高峰105号矿体碎裂矿段赋存特点和开采技术条件，基于采矿环境再造和连续开采理论，提出了一种适合碎裂矿段开采的新方法，即采矿环境再造无底柱分段分条连续采矿法。该方法巧妙地利用了将上阶段的出矿川作充填、通风联络道，采矿和充填综合生产能力高，贫化损失率低，作业安全性好，适应能力强，是一种开采类似矿体的较好采矿方法。

(3) 对于完全嵌入在碎裂矿段种的空区，塑性区分布均在空区顶板的左半部分，矿柱上无塑性区；小规模空区整体上稳定，仅可能出现零星掉块现象；中等规模空区顶板塑性区范围为7 m，塑性带跨度大于顶板长度的1/2，但未连通，不可能发生大规模冒落事故，但有可能会出现松动岩块下落现象；大规模空区顶板塑性区为20 m；塑性区跨度大于顶板长度的1/2，塑性区已连通，大规模冒落事故不可避免。

(4) 在采空区稳定性分析的基础上，灵活调整开采布局，将采空区调整为部分切割工程或自由爆破空间，从而确定各种规模空区的协同处理方案。

(5) 对碎裂矿段采矿方法与空区处理进行协同研究可为类似矿床的安全高效开采提供参考。

参考文献：

[1] 赵勇, 张花, 张兆林, 等. 上向分层胶结充填采矿法在侯庄矿区的应用[J]. 矿业快报, 2006, 445(6): 38-40.
ZHAO Yong, ZHANG Hua, ZHNAG Zhao-lin, et al. Application of upwards lamination stoping-cemented fill method at Houzhuang Mining Area[J]. Express Information of Mining Industry, 2006, 445(6): 38-40.

[2] 谷新建, 胡磊, 陈泽吕, 等. 新龙矿业公司极破碎难采矿体采矿方法优化研究[J]. 矿业研究与开发, 2007, 27(4): 1-2, 89.
GU Xin-jian, HU Lei, CHEN Ze-lü, et al. Optimization of mining method for extremely fractured difficult-to-mine orebody in Xinlong mineral Co. Ltd[J]. Mining Research and Development, 2007, 27(4): 1-2, 89.

[3] 黄应盟. 广西高峰矿业公司深部矿体采矿方法的改进[J]. 矿业研究与开发, 2002, 22(3): 12-14.
HUAND Ying-meng. A modification on the mining method for the deep orebody in Guangxi Gaofeng mining Ltd[J]. Mining Research and Development, 2002, 22(3): 12-14.

[4] 周旭, 阳雨平, 王贻明, 等. 上向水平分层充填法的优化研究[J]. 矿业快报, 2008, 472(8): 63-66.
ZHOU Xu, YANG Yu-ping, WANG Yi-ming, et al. Research on optimization of flat-back cut-and-fill stoping method[J]. Express Information of Mining Industry, 2008, 472(8): 63-66.

[5] 李兴尚, 吴法春, 许家林. 上向水平分层充填采矿法的优化研究[J]. 金属矿山, 2006, 358(4): 1-3, 6.
LI Xing-shang, WU Fa-chun, XU Jia-lin. Research on optimization of flat-back cut-and-fill stoping method[J]. Metal Mine, 2006, 358(4): 1-3, 6.

[6] 吴贤振, 饶运章, 熊正明. 铜山铜矿分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法工艺优化研究[J]. 南方冶金学院学报, 2003, 24(4): 1-4.
WU Xian-zhen, RAO Yun-zhang, XIONG Zheng-ming. The study on the improvement of the technology of sublevel stoping and filling mining method[J]. Journal of Southern Institute of Metallurgy, 2003, 24(4): 1-4.

[7] 袁志安. 大空区下连续开采方案研究[J]. 有色矿冶, 2006, 22(3): 13-16.
YUAN Zhi-an. Continuously exploitation project research of large empty area[J]. Non-ferrous Mining and Metallurgy, 2006, 22(3): 13-16.

[8] 任凤玉, 李楠. 团城铁矿多空区矿体开采技术研究[J]. 金属矿山, 2008, 381(3): 32-34, 109.
REN Feng-yu, LI Nan. Research of mining techniques for orebodies with multi-m ined-out areas in Tuancheng iron deposit[J]. Metal Mine, 2008, 381(3): 32-34, 109.

[9] 周科平, 高峰, 胡建华, 等. 顶板诱导崩落预裂钻孔裂隙发育监测与分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2007, 26(5): 1034-1040.
ZHOU Ke-ping, GAO Feng, HU Jian-hua, et al. Monitoring and analysis of fracture development pre-spliting hole of cave inducement of roof[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2007, 26(5): 1034-1040.

[10] HU Jian-hua, ZHOU Ke-ping, LI Xi-bing, et al. Numerical analysis of application for induction caving roof[J]. Journal of Central South University of Technology, 2005, 12(Suppl. 1): 146-149.

[11] GAO Feng, ZHOU Ke-ping, DONG Wei-jun, et al. Similar material simulation of time series system for induced caving of roof in continuous mining under backfill[J]. Journal of Central South University of Technology, 2008, 15(3): 356-360.

[12] Haken H. Synergetics: From pattern formation to pattern analysis and pattern recognition[J]. International Journal of Bifurcation and Chaos, 1994, 4(5): 1069-1083.

[13] Daffershofer A, Haken H. Synergetic computers for pattern recognition-a new approach to recognition of deformed patterns[J]. Pattern Recognition, 1994, 27(12): 1697-1705.

[14] 吴永红, 苏怀智, 高培伟. 混凝土大坝裂缝光纤监测关键性基本问题的协同研究[J]. 水力发电学报, 2007, 26(4): 120-123.
WU Yong-hong, SU Huai-zhi, GAO Pei-we. Integrated study on key basic problems of fiber optic monitoring cracks in concrete large dams[J]. Journal of Hydroelectric Engineering, 2007, 26(4): 120-123.

[15] 邓金灿. 高峰矿深部开采工程地质调查与稳定性分析[J]. 采矿技术, 2001, 1(3): 66-67.
DENG Jin-can. Stability analysis and engineering geological investigation of deep mining ore body in Gaofeng mine[J]. Mining Technology, 2001, 1(3): 66-67.

[16] 吴爱祥, 韩斌, 古德生, 等. 国内外地下金属矿山连续开采技术研究的发展[J]. 矿冶工程, 2002, 22(3): 7-10.
WU Ai-xiang, HAN Bin, GU De-sheng, et al. Progress in research on continuous mining technology of domestic and foreign underground metal mines[J]. Mining and Metallurgical Engineering, 2002, 22(3): 7-10

[17] 邓建, 李夕兵, 古德生. 无间柱连续采矿法矿段回采的地压规律与控制技术[J]. 中国有色金属学报, 2001, 11(4): 666-670.
DENG Jian, LI Xi-bing, GU De-sheng. Ground pressure and control techniques in non-pillar continuous mining method[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metal, 2001, 11(4): 666-670.

[18] 古德生, 邓建, 李夕兵. 地下金属矿山无间柱连续采矿可靠性分析与设计[J]. 中国工程科学, 2001, 3(1): 51-57.
GU De-sheng, DENG Jian, LI Xi-bing. Reliability analysis and design of non-pillar continuous mining in underground metal mines[J]. Engineering Science, 2001, 3(1): 51-57.

[19] 古德生, 李夕兵. 现代金属矿床开采科学技术[M]. 北京:冶金工业出版社, 2006.
GU De-sheng, LI Xi-bing. Modern mining science and technology for metal mineral resources[M]. Beijing: Metallurgical Industry Press, 2006.

[20] 周科平, 高峰, 古德生. 采矿环境再造与矿业发展新思路[J]. 中国矿业, 2007, 16(4): 34-36.
ZHOU Ke-ping, GAO Feng, GU De-sheng. Mining environment regenerating and new thoughts on the development of mining industry[J]. China Mining Magazine, 2007, 16(4): 34-36.

[21] 周科平, 朱和玲, 肖雄, 等. 采矿环境再造连续开采地压演化过程的控制与仿真[J]. 中南大学学报: 自然科学版, 2008, 39(3): 417-422.
ZHOU Ke-ping, ZHU He-ling, XIAO Xiong, et al. Control and simulation of ground pressure evolutional process based on reconstructed mining environment and continuous caving method[J]. Journal of Central South University: Science and Technology, 2008, 39(3): 417-422.

[22] 王泳嘉, 邢纪波. 离散单元法及其在岩土工程中的应用[M]. 沈阳: 东北工学院出版社, 1991.
WANG Yong-jia, XING Ji-bo. The discrete element method and its application in soil and rock mechanics[M]. Shenyang: North-Eastern Institute of Engineering press, 1991.

[23] Sung O C, So-Keul C. Stability analysis of jointed rock slopes using the Barton-Bandis constitutive model in UDEC[J]. International Journal Rock Mechanics and Mining Sciences, 2004, 41(Suppl. 1): 581-586.

[24] Rajinder B, Kaare H. Parametric study on a large cavern in jointed rock using a distinct element model(UDEC-BB)[J]. International Journal Rock Mechanics and Mining Sciences, 1998, 35(1): 17-29.

[25] 宫凤强, 李夕兵, 董陇军, 等. 基于未确知测度理论的采空区危险性评价研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2008, 27(2): 323-330.
GONG Feng-qiang, LI Xi-bing, DONG Long-jun, et al. Underground goaf risk evaluation based on uncertainty measurement theory[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2008, 27(2): 323-330.

[26] 李俊平, 彭作为, 周创兵, 等. 木架山采空区处理方案研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2004, 23(22): 3884-3890.
LI Jun-ping, PENG Zuo-wei, ZHOU Chuang-bing, et al. Study on schemes for disposing abandoned stope in Mujia hill[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2004, 23(22): 3884-3890.

[27] 闫长斌, 徐国元, 中国生. 复杂地下空区综合探测技术研究及其应用[J]. 辽宁工程技术大学学报, 2005, 24(4): 481-484.
YAN Chang-bin, XU Guo-yuan, ZHONG Guo-sheng. Research of composite prospecting and its application in complicated underground mined-out areas[J]. Journal of Liaoning Technical University, 2005, 24(4): 481-484.

[28] 刘占魁, 刘宝许, 来兴平. 内蒙古霍各气铜矿采空区稳定性分析与处理[J]. 北京科技大学学报, 2003, 25(5): 391-393.
LIU Zhan-kui, LIU Bao-xu, LAI Xing-ping. Stability analysis and disposal of Huogeqi copper mine gob in inner Mongolia[J]. Journal of University of Science and Technology Beijing, 2003, 25(5): 391-393.

收稿日期：2009-01-06；修回日期：2009-03-09

基金项目：国家“十一五”科技支撑计划重点项目(2006BAB02B04-1-1-2)；广西教育厅科研项目(200911MS01)；新世纪广西高等教育教学改革工程“十一五”第五批立项项目(2009B005)

通信作者：陈庆发(1979-)，男，河南郸城人，讲师，博士，从事金属矿非传统采矿工艺与采矿环境再造等理论研究；电话：0771-3232200；E-mail: chqf98121@163.com

(编辑 赵俊)