中文摘要：

在采矿工程中，矿岩散体流动的规律和仿真方法是矿业理论研究领域的重要研究方向。本项目在物理实验的基础上，基于岩石流变性质，建立岩层移动的力学本构方程，结合随机理论，研究散体流动时空演化规律，建立散体流动时空演化仿真模型，给出下沉系数与时间影响系数定义与计算方法，在深层次上对矿岩散体的流动空间过程和时间因素进行反演研究，探求散体流动机理和时空演化仿真模型之间的内在联系。同时，利用大规模并行计算技术，在计算机上实现散体流动规律模拟，从而可以对散体流动的时空演化规律进行更深入、更广泛的研究。本项目的研究成果将促进多维空间下散体流动规律的研究，对于研究解决采矿工程中涉及散体流动方面的工程问题也具有重要的理论与现实意义。

结论摘要：

在采矿工程中，矿岩散体流动的规律和仿真方法是矿业理论研究领域的重要研究方向，本项目通过研究九块模型流动规律，分析了矿石松散性与放出体之间关系和散体流动概率赋值模式，提出了新的概率赋值方式，即引入散体流动概率分析系数m，通过对参数m赋以不同的数值即可改变九块模型的概率分布，解决放出体的不同形态问题，这一方式大大简化了概率赋值过程，同时在此基础上研发了三维放矿仿真系统（SLS）；在研究九块模型和假定矿岩具有开尔文流变性质的前提下，建立了散体移动时空演化模型，很好的解决了冒落散体流动的时间空间关系，并给出具有时间因素 的空间散体移动的概率分布公式，给出反演估计 值的两种方法；露天矿中地下采空区的存在直接影响作业人员与大型设备的安全生产，其顶板安全厚度的确定是一直未能得到很好解决的难题。基于四边固支矩形薄板的纳维叶解法，分别导出了均布载荷与集中载荷作用下的挠度方程与应力表达式，分析得到四边固支矩形板在均布载荷和集中载荷作用下的高应力主要出现在板的中心以及长边的中点处，影响应力的因素主要包括厚度、载荷大小、板的尺寸以及泊松比。依据第一强度理论建立均布载荷和集中载荷共同作用下的顶板安全性控制方程，并求解得到其安全临界顶板厚度。为了进一步弄清顶板破坏机制，采用ABAQUS有限元分析软件建立采空区顶板的数值模型并进行计算。通过数值模拟对采空区顶板进行应力、应变、及顶板位移的塑性分析，得到了不同顶板厚度、不同采空区跨度等因素对应力场，位移场的影响规律和采空区顶板安全厚度与采空区跨度的回归曲线及方程。在基金资助的三年内，专利1项，发表6余篇论文，其中已收录代发表SCI检索论文1篇，EI检索1篇，培养在读研究生2名。