金川矿区是全球第三大镍矿生产基地,其伴生铜矿产量全国第三、钴产量全球第四、铂族金属产量亚洲第一,被誉为中国镍都。镍、钴、铂族金属在现代高科技领域(例如航空业和国防工业等)具有重要作用和战略价值。因此,保障金川二矿(金川矿区的主力矿山)的稳定生产,关系到国家资源供给的安全性。目前,随着1000m中段水平矿柱回采工作的持续进行,二矿面临两大问题:(1)1000m中段水平矿柱在何时屈服以及未来是否会发生失稳?(2)1000m中段水平矿柱的形成以及随着回采持续变薄的未来态势,如何影响矿体上盘围岩中沿脉巷道的稳定性?本文针对上述两大问题,结合《金川二矿区1000m中段水平矿柱回采前后应力场分布规律》课题,开展了如下工作:(1)对金川二矿区的地质背景(包括构造环境、岩石特性和地应力场)进行总结和讨论;(2)建立包含矿体、岩体、填充体以及巷道的二维弹塑性有限元模型,对水平矿柱屈服的临界厚度做出预测;比较1000m中段水平矿柱和1150m中段水平矿柱在不同厚度下的应力和位移,对1000m中段水平矿柱的破坏做出评估;同时总结上盘沿脉巷道在水平矿柱不同厚度时的破坏规律,从而得出上盘沿脉巷道的受力变形以及屈服破坏的时空分布特征;(3)将水平矿柱简化为考虑轴向力的弹性地基梁,求出其在不同厚度时的挠度曲线,并分析穿脉方向大构造主应力对挠度的影响;通过能量法建立其屈曲失稳模型,判断1000m中段水平矿柱未来发生屈曲失稳的可能性。