某大型铜矿山,采用大直径垂直深孔阶段矿房嗣后充填法回采,矿体开采顺序为上行式开采。首采矿段的开采深度超过800m,水平方向最大主应力已经超过30MPa,属于深部高应力开采。凿岩硐室是回采过程装药作业的主要区域,长80m,跨度达到30m,作为采场的主要力学结构。深部高应力、采场大跨度和爆破强振动都是影响凿岩硐室稳定性的重要因素。而凿岩硐室结构参数的合理性是整个矿房回采成败的关键。本文通过现场勘查获取采场开采工程地质条件,利用数值模拟和现场监测等一系列研究方法对大跨度采场凿岩硐室进行了稳定性分析,计算了首采采场回采过程凿岩硐室主要力学结构的应力及位移变化规律,结合现场监测结果综合判别了动静组合载荷作用下大跨度凿岩硐室的稳定性。对比分析并优化了凿岩硐室的主要结构参数。获得以下研究成果:(1)通过现场勘查以及资料搜集的方式得到岩石力学参数,利用Hoek-Brown准则对岩石力学参数进行折减,得到折减后的岩体力学参数。为后续的数值模拟分析大跨度凿岩硐室稳定性拟提供参考。(2)对动静组合作用下首采大跨度(30m)采场凿岩硐室稳定性进行数值模拟,结果表明:开采过程中,条柱所受应力较为集中,破坏域也主要发生在支撑条柱上,顶板在失去条柱支撑后位移增加较大,随着后续凿岩硐室支撑条柱的消失,顶板位移达到最大值,但并未发生明显破坏,而凿岩硐室两侧间柱应力逐步增加,成为主要支撑结构。(3)对首采201采场大跨度(30m)凿岩硐室的顶板、间柱和支撑条柱等主要支撑结构进行现场稳定性监测,发现随着大直径深孔爆破过程,条柱应力上升非常明显,后续回采凿岩硐室条柱消失,顶板大跨度悬空,但采场顶板并未出现较大位移,间柱应力略有增加。首采仅为单一采场回采,大跨度凿岩硐室主要出现了支撑条柱开裂剥落、间柱略有片帮等现象,回采过程中采场顶板位移较小,回采结束后由于长时间未能充填,致使顶板中间局部区域出现小规模冒落,但顶板整体稳定。监测结果和数值模拟结果吻合度较好,验证了数值模拟结果的可靠性。(4)结合现场回采工艺,通过数值模拟方法,对比分析了动静组合载荷作用下三种不同结构参数多采场连续回采凿岩硐室的稳定性,结果表明,采场跨度12m(间柱宽度10m)和采场跨度18m(间柱宽度18m)两种结构参数开采过程,凿岩硐室顶板位移较小,无塑性区,两侧间柱并未明显出现应力集中,而采场跨度30m(间柱12m)开采过程凿岩硐室顶板和两侧间柱均出现不同程度破坏。考虑采场回采效率并兼顾二步骤回采,最终将凿岩硐室结构参数调整为采场跨度18m(间柱宽度18m)。