摘要：层状岩体磷矿床在房柱法开采过程中，常常产生冒顶、片帮或矿柱剥落等采空区失稳事故，严重影响矿山生产安全。针对现有磷矿床采空区失稳分析方法很少考虑岩体力学参数空间变异性的现状，首先以杉树垭磷矿为研究背景，采用位移反演法建立层状岩体基质粘聚力与层面内摩擦角数据库，根据地质统计学原理拟合岩体力学参数空间变异性特征参数，基于Karhunen-Loève(K-L)级数展开法构建了能够表征岩体力学参数自相关性、互相关性及非高斯性的随机场，并通过单元遍历将随机参数赋值于FLAC3D网格模型。其次，以层状岩体破坏接近度（Fail approach index, FAI）为评价指标，建立了岩体单元破坏的极限状态方程。采用概率配点法求解随机岩体力学参数输入场与网格单元FAI输出场间的Hermite随机多项式系数，建立了概率配点与FAI间的函数显式表达式。最后，将互相关标准随机变量替代概率配点输出网格单元FAI，采用蒙特卡洛法计算磷矿采空区网格单元破坏概率，实现了磷矿采空区失稳风险的定量评价。结果表明：赋值于FLAC3D网格模型的参数随机场能够很好表征岩体力学参数的空间变异性，采空区失稳高风险区域（破坏概率≥70%）位于矿柱高度的中间部位，矿柱表面的破坏深度在2米以内，与实际矿柱破坏位置与破坏深度相吻合。相比常规数值计算，本文数值计算中的层状岩体力学参数具有自相关性、互相关性及非高斯性的客观空间变异性特征，计算结果破坏概率能够更为具体、全面的实现磷矿采空区失稳风险的定量评价，解决了因位移、应力最值及不同取值参数下FAI分布差异导致难以判定磷矿采空区是否失稳的问题，研究结果可为类似层状岩体地下工程的稳定性分析与支护设计优化提供技术参考。
