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摘要
复杂大型空区充填治理受限于矿山充填能力，治理现场常表现为“边充边冒”的情形，空区围岩冒落速度较大时，存在冒透地表的可能，对空区安全治理及矿山安全生产极为不利。以唐山某铁矿复杂冒落空区为工程背景，借助三维激光扫描技术对空区形态进行探测，并通过对比前三次探测结果分析了空区的扩展趋势。结合离散元软件3DEC建立复杂数值计算模型，用以演化模拟充填条件下空区围岩冒落过程，掌握空区充填与围岩冒落的时空演化特征，并提出空区分段充填治理方案。结果显示：冒落空区形成初期，边界在纵向与横向上均有扩展，此时空区治理的关键在于及时支撑冒落拱基以限制空区跨度增大，当充填至-210 m水平时，空区横向冒落范围锐减，表明空区充填体有效阻止了空区北侧围岩冒落，可将-210 m水平视为充填临界水平，据此提出的空区分段充填治理方案，可有效保障空区的安全治理和周边矿体的安全开采。
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单位土木工程学院; 昆明理工大学
