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金属矿山地质条件复杂、影响地表变形和岩层移动的因素较多，导致矿山开采沉陷问题一直没能得到很好的解决。各种地表变形研究工作大都集中在煤矿上面，金属矿山所做工作相对较少。在金属矿山研究方面，多把岩体作为连续介质对待，也很少考虑岩体结构面对岩体变形破坏的影响。因此，进行金属矿山岩体结构面影响地表和岩体变形规律的研究，是提高矿山开采设计的可靠性、避免产生矿山开采地质灾害的重要基础。
本文主要以“武钢程潮铁矿采矿引起的地表变形监测和预测”为项目依托，在前人工作的基础上，通过现场地表和深部岩体变形监测、地质结构面现场调查、室内试验和数值计算等手段，对岩体主控结构面等主要地质因素对地表和岩层移动的影响规律进行了研究，为今后提出能较准确反映复杂地质条件下矿区地表变形影响的新的理论提供可靠依据。主要研究成果如下:
(1)调查研究了矿区的工程地质、水文地质条件，各主要岩体结构面的分布情况，并对地表开裂和塌陷变形的地质成因进行了分析。由于采空区呈近东西向展布，在东西向为最大主应力的构造应力场和重力场作用下，NE向和NNW向结构面成为矿区下盘岩体变形破坏的主控结构。矿区岩体变形破坏的影响因素主要有岩性和岩体构造特征、地应力场、水的作用、地下采矿等。在距地表一定深度范围内，岩体变形是沿NWW向近直立结构面的剪张开裂变形，而NE向节理主要是作为侧向边界产生平面剪切滑移。
(2)分析了西风井和措施井区域地表变形较小的原因。地下开采形成的采空区形态决定了地表变形的分布情况，地表变形呈现明显的马鞍型特征。措施井和西风井位于马鞍型的脊线上，变形受东西区开采综合影响，马鞍型脊线分隔开东西两个采空区，同时支撑约束着西风井和措施井的岩体变形，是西风井区岩体和地表变形较小的根本原因。
(3)东区下盘岩体的变形和开裂，在本质上是一定深度范围内岩体的弯折变形和破坏。岩体要产生弯曲折裂变形，就必须存在一层垂直于弯曲方向、陡倾的结构面以层面剪切错动变形的方式来弱化岩体的弯曲刚度。平行于程潮大断裂的NWW向的结构面在矿体下盘充分发育，而且东主井区内70％以上的地表裂缝是沿NWW向展布的。
(4)下盘岩体中存在大量的结构面，而结构面的强度远小于岩石的强度，岩体变形破坏主要由结构面控制。下盘岩体的变形、开裂机理为:地下采空区形成后，东西向构造应力场的调整引起结构面产生张裂和错动，破坏后的结构体主要在重力、水的作用下向采空区移动。
(5)利用UDEC离散元对矿区地表变形进行数值模拟计算分析，得到采用实际节理情况得出的西风井和东主井的位移大小约为采用缩小节理密度得出的西风井和东主井的位移大小的1.3倍。