随着深部矿体开采,高地应力,高地热逐步呈现,伴随岩爆现象发生,深部矿体复杂的地质环境诱发地质灾害愈发突出,深井开采采场稳定性成为亟待解决的难题。利用弹塑性力学理论对采场顶柱进行建模分析,从理论上对采场长度和宽度分析研究;根据充填体的强度,对二步骤回采充填体矿柱分析,计算采场长度极限范围。基于有限差分法理论,利用FLAC3D软件对阿舍勒铜矿深部采场结构参数优化和稳固性进行数值模拟分析,较真实地再现了采场结构应力分布及其变形过程,掌握了采场介质应力分布规律和几何变形特征。数值模拟计算对深部采场结构参数优化、支护方式选择和安全生产管理提供了理论依据,对矿山安全、高效生产和科学管理具有理论指导意义。构建微震监测系统,利用微震监测技术对采场应力应变实时检测分析,对深部岩爆和大尺度岩体破裂进行预测;对采场围岩出现的微震事件进行研究分析,揭示采场开采过程的围岩损伤能量释放和采场结构稳定性变动关系,揭示采场围岩应力、应变和能量变化规律,为深部矿体采场开采和生产管理提供科学理论依据。主要研究结论和成果如下:(1)对阿舍勒铜矿深部矿区工程地质特征、矿岩节理裂隙调查研究和岩体质量分级评价研究。深部工程岩体节理发育,存在结构面和小的断层,是采场开采不利条件。矿石、玄武岩和英岩斑岩岩体质量较好,下盘围岩凝灰岩岩体质量一般。(2)在假设岩层是连续介质的基础上,建立了采场顶柱岩梁结构模型,通过理论分析和计算,得到采场顶柱岩层临界跨度;对采场充填体矿柱稳固性进行计算,得到采场顶柱岩层临界跨度。(3)对不同采幅采场开采数值模拟,通过对比分析,综合考虑采切比经济合理和采场残留矿石较少和采场稳定性等因素,选择最优的12m采幅。(4)通过对采场隔一采一、隔二采一和隔三采一的顺序数值模拟,可见采场顶柱和底部巷道变形不大,间柱受到损坏程度较小。采场间柱为充填体情况下,对采场隔一采一、隔二采一数值模拟,采场充填体间柱稳固性不强,顶板和间柱出现小部分塑性区,隔三采一顺序开采采场稳固性好,但顶板和充填体间柱出现局部塑性变形。(5)根据模拟结果,针对采场顶柱出现塑性变形的情况,采用锚网喷砼和长锚索联合支护,充分发挥围岩自身承载能力,成功地解决了采场顶柱围岩破碎的情况下,采场顶柱稳定性的问题。(6)构建了阿舍勒铜矿微震监测系统,实现了对矿区围岩活动实时监测,定位精确度较高,对每天微震事件处理分析,利用积累体积和事件震级的a、b值升降或采用积累体积和能量升降有效预测岩爆或大尺度岩体开裂。针对试验采场(300m中段3#、12#等等)开采围岩活动规律研究,采场围岩应力重新分配,事件活动显示出围岩能量积累和释放交替呈现的规律性,采场围岩事件震级不大,整体上应力应变不大,,采场基本稳定。