充填体强度计算及稳定性分析
胶结充填体的力学性能研究
３ ７ ３９ ８ ３ ９ ９． ． ９． ４ ０ ４０． ４ ２ ４ ３ ０． １ ０． ０．
位 移／ ｍ ｍ
Ｚ
＼
棺
图 ６ 高浓度 浆体无筋 （Ｌ） Ｓ 载荷一位移关系图
位 移／ ｍ ｍ
图 ４ 尾砂胶结 膏体无筋 （ Ｌ） 荷一位移关 系图 ＧＳ 载
从图 ５ 中可 以看出，Ｉ类试件载荷一位移关 系曲 Ｊ 线特征与 Ｇ Ｉ类相似 ， Ｊ 二者都经历裂缝出现前 和出现 后两个阶段受力作用效应相同 ， 当充填料达到极限抗拉 强度时 ， Ｊ 类试件 承受载荷能力下降 ， Ｊ 类试件 ＧＩ 而 Ｉ 承受载荷能力增加 ， 其受力性能效果要好。图 ６中，Ｉ Ｓ 类试件载荷一位移关系曲线特征表现为脆性破坏 。
Ｏ． ２ Ｏ． Ｏ １ １ １ １ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ８
要 ＼ 枢
Ｏ Ｏ ４
Ｏ ２
Ｏ
４１５ ４ ０４２５４３０４ ５． ４． ５． ．４
强
位 移／ ｍ ｍ
图 ３ 尾砂胶 结膏体有 筋（ Ｊ 载荷 一位移 关系图 Ｇ Ｌ）
图 １ 试 件 尺 寸 与 配 筋 图 （ ＩＩ ＩＴ Ｔ ） Ｉ
灰， 尾砂 ， ｍ 一３ ｍ棒磨砂 和水。 １ ２ 试 件制作 。 护 ． 养 在矿 区采用得充填方式为高浓度浆体 自流胶结充 填和膏体泵送胶结充填 。两 种充填料配 比如表 １表 ２ 、 所示 。
表 １ 高浓度 浆体 充填 料配合比
的生 态环境 。对水 平 充填进 路 充 填 体 进 行 几何 相 似 力 学试 验研 究 ， 用 Ｉ ＴＲ ３ ２力 学试 验 采 ＮＳ ＯＮ １ ４
机， 对梁进行三点弯试验， 出不同材料 配比和不同结构梁的极 限承栽力， 得 结果表明在 充填材料 中布 筋 ， 以明显 改善 充填 体抗 弯力 学性 能 ， 而提 高充填体 的稳 定性 。 可 进 关 键词 ： 空 区； 填体 ； 点 弯试验 ； 定性 采 充 三 稳 中图分类号 ：５ 文献标识码： 文章编号 ：０４ ７ ６２ ０ ）４ ０８ ３ Ｐ５ Ｂ １０—５ １ （０ ７０—０ ８—０ 随着人类对矿产资源大规模的开发和利用 ， 浅部的 矿产资源逐渐枯竭， 开采正转 向深部矿体。因此 ， 地压 问题将 日 益突出， 并成为实现深部安全 、 效开采的主 高 要障碍 。充填技术是解决深部地压控制、 维护采空区稳 定、 保障安全作业 、 保护地表不遭破坏和维 持既有 的生 态环境的有效途径之一。在地应力高 、 围岩破碎 的矿 区， 为保证采矿正常进行和矿 山工作人员安全对充填体 的强度和稳定性提 出了更高 的要求 。现就对水平充填 进路充填体进行几何相似的力学试验研究 。 ｌ 试验 设计 １ １ 基本材 料 ．
充填体强度计算及稳定性分析
湖北三鑫金铜股份有限公司（简称三鑫公司） 是中国黄金集团控股的大型黄金矿山企业，位于大 冶市城西３．５ ｋｍ处。其前身鸡冠嘴金矿于１９８８年 建矿，生产规模为２００∥ｄ，经过二期、三期扩建，在 十几年的生产建设中发展壮大，现辖区有鸡冠嘴和 桃花嘴两大矿区，生产规模２２００ Ｌ／ｄ，采选矿石７０ 万∥ａ。年产金１１００ ｋｇ，产铜１００００ ｔ，副产标硫 ４５０００ ｔ，铁精矿６００００ ｔ。
难度远远小于前两种方案，而钢筋混凝土的厚度和 质量通常可以高于前两种方案中的第二次支护的钢 筋混凝土，基本可维持到采场放矿的后期，再加上局 部的钢支护便可以保证采场放矿结束。 ２．２采用支护新方式应注意的问题
（１）因电耙道施工中第一次支护采用喷射混凝 土和少量钢支护，施工速度有较大提高，故一定要合 理地缩小电耙道和各分层采切工程施工的时间差。
国内外部分矿山采场充填配比设计实例及充填 体强度见表ｌ。
表ｌ 国内外部分矿山高大采场充填体配比设计
矿山名称 采矿方法 （妥警筅讫）号需积
充填材料及配比充蕊嚣度
凡口铅锌矿
ＶＣＲ法
３５×（７一ｌＯ）×４０
１４００
鼷ｉ墨髋 胶结ｌ：８ ｌ：１０
…２．５
大冶铜绿山矿
ＶＣＲ法
大厂铜坑锡矿畲譬嘉鬟（１５％茹：∞）
分级尾砂胶结充填
１．０
平均鲫ｍ高限制１００“ 高３５ ｍ宽３１００ｍ２
块石胶结充填 尾砂胶结充填
２．３（块石） １．１（水砂）
１８００
臀憋尊充填
ｏ…．。７８
ｌ：１６ ｌ：２０
斯等茄銎寞尹矿 ＶｃＲ法
６０×７×４５
高６ｌ ｍ宽１０ｒ７一１２２ｍ
尾砂胶结充填 ｌ：８ ｌ：３２
Hale Waihona Puke ｌ：３０ Ｏ．３５一Ｏ．４０
爆破动载下高阶段充填体稳定性研究
( 5)
RTSi / Ri = AQ2 CS2/ ( A 1 Q1 CS1)
( 6)
式中 CP1、CS1 为矿体介质中的纵波与横波速度; CP2、 CS2为充填体介质中的纵波与横波速度; Q1、Q2 为矿石 及充填体密度。
采用表 2 所列的矿体与配比 1B10 充填体力学参
数, 根据式( 3) ~ ( 6) , 充填体界面的折、反射应力与入
1
0. 81
1. 8
0. 96
1
1. 06
1. 1
1. 18
1. 23
2. 17
2. 26
0. 11
1
0. 20
1. 82
¹ 收稿日期: 2003-09-01 作者简介: 刘志祥( 1967- ) , 男, 湖南宁乡人, 高级工程师, 博士研究生, 主要从事采矿与岩石力学研究。
22
矿冶工程
第 24 卷
Research on Stability of High- level Backfill in Blasting
LIU Zh-i xiang, LI X-i bing ( School of Resources and Saf ety Engineering, Central South University , Changsha 410083, Hunan, China) Abstract: It is a key for a high level pillar mining. s success to prevent backf ill from being destroyed. In order to guide blasting design and reduce the adverse effect of blasting on backf ill, the dynamic and static characteristics of backfill are studied, the propagating laws of blasting waves are analyzed on the filling interface and the dynamic and static stresses of backf ill are calculated at different mining heights of high- stope pillar. A systematical study is made of the stability of backfill in blasting. Key words: high stope pillar; backfill; blasting stress-wave; dynamic and static stress
矿井充填规范标准最新
矿井充填规范标准最新1. 目的和适用范围矿井充填的主要目的是防止地表塌陷、控制矿井内压力、减少矿井内气体泄漏和提高矿井的稳定性。
本规范适用于各类地下开采的矿山。
2. 充填材料的选择充填材料应根据矿井的地质条件、开采方式和环境保护要求进行选择。
常用的充填材料包括尾矿、粉煤灰、水泥等。
3. 充填方法充填方法包括干式充填、湿式充填和胶结充填等。
选择充填方法时应考虑充填效率、成本和充填体的稳定性。
4. 充填设计充填设计应包括充填体的体积计算、充填材料的配比、充填体的强度和稳定性分析等。
5. 充填施工充填施工应严格按照设计要求进行，确保充填体的均匀性和密实性。
施工过程中应定期检查充填体的质量和稳定性。
6. 安全与环保要求充填过程中应严格遵守安全生产规程，采取有效措施防止粉尘、有毒气体等对作业人员和环境的危害。
7. 充填效果监测充填完成后，应通过地质雷达、钻探等方法对充填体的密实度、强度和稳定性进行监测，确保充填效果满足设计要求。
8. 维护与管理充填体的维护和管理是确保矿井长期安全稳定的关键。
应定期对充填体进行检查和维护，及时发现并处理潜在的问题。
9. 技术更新与培训随着新技术、新材料的不断出现，矿井充填技术也在不断发展。
矿山企业应定期对技术人员进行培训，更新充填技术和方法。
10. 规范的修订与更新矿井充填规范应根据实际应用效果和科技进步进行定期的修订和更新，以适应矿业安全生产的新要求。
结尾矿井充填规范标准的制定和执行对于保障矿井作业安全、延长矿井服务年限、保护环境具有重要意义。
矿山企业和相关部门应高度重视规范的制定和执行，不断提高矿井充填技术水平，为矿业的可持续发展做出贡献。
充填体材料强度的选择与墙体宽度计算
充填体材料强度的选择与墙体宽度计算留巷墙体充填材料的基本组分为水泥、粉煤灰、砂石骨料、复合外加剂和水，其主体原料均为来源广泛的地方材料，并利用煤矿电厂发电产生的粉煤灰。
水泥： PO42.5普通硅酸盐水泥。
粉煤灰：电厂二级及以上粉煤灰。
石子：为当地产的石，因泵送设备的要求，最大粒径≤25mm ；含水率小于5-８％，石粉含量小于3％。
外加剂：多功能复合外加剂具有塑化、调凝、早强、保水、引气等功能。
材料配比(重量)：水泥：石子：黄沙：粉煤灰=650-700：500-700：500-700：350-450外加剂添加量为总量的1.5%-5%。
设计充填材料强度指标(单轴抗压值)沿空留巷支护体的工作阻力静载荷计算：P=γ⋅211B B k m ⋅-γ：岩石平均容重取2.5t/m 3m ：煤层平均采厚4.0mk ：冒落岩石的碎胀系数1.25-1.5，取1.25 B1：巷道煤帮到切顶线的悬顶宽度为B2与留巷充填体(暂取2.6m)宽度的1.2倍B2：留巷宽度4.4m经计算P值约为76t/m2，约0.76MPa。
考虑到老顶来压时下位岩层及充填体的动载系数为静载系数的2～6倍，即1.52-4.56MPa。
而根据充填体材料的强度试验，其最大承载极限可达到22兆帕以上，可完全满足承载要求。
计算机模拟：根据实际地质条件，由于该工作面煤层倾角较小，为了计算方便，模型采用水平倾角计算，计算模型取埋深400m。
取老顶、直接顶、煤层和底板等四层岩层作为计算的模型。
采空区模拟取松散岩体作为充填支承上覆岩层。
巷道为锚（索）网支护，采用施加反向力代替支护，分别取充填体宽度为2.0m、3.0m模型计算，应力分布计算结果如下:材料参数取值：应力场参数：只考虑原岩应力场的作用，垂直应力10Mpa 侧压力系数为0.9。
根据混凝土膏体材料抗压强度指标，充填长度应同工作面日推进度。
为提高充填墙体的结构稳定性、完整性及结构刚度，充填墙体内应合理布筋。
充填相关计算公式
充填相关计算公式充填是指用大量材料填充一个空间以增加其密度和稳定性的过程。
充填通常用于填充土壤、岩石和混凝土等材料。
在工程和建筑领域，充填是一种常见的施工方法，用于加固土壤、修复地基、填充模板和填充护坡。
充填计算是在进行充填工程之前，确定充填材料的数量和适当性的过程。
下面将介绍几种常见的充填计算公式和方法。
1.充填体积计算公式充填体积计算是充填计算中最基本的部分。
充填体积通常通过测量充填区域的长、宽和高来计算。
充填体积计算公式如下：充填体积=面积×高度其中，面积是充填区域的横截面面积，高度是充填的厚度或高度。
2.充填材料重量计算公式充填材料的重量计算是为了确定所需材料的数量和成本。
充填材料重量计算公式可以根据材料的密度、充填体积和含水率来计算。
公式如下：充填材料重量=充填体积×充填材料的密度×(1+含水率)其中，充填体积是通过前面的公式计算得出的充填区域的体积，充填材料的密度是指材料的干燥密度，含水率是指充填材料中的水分含量。
3.充填材料压实度计算公式充填材料压实度是指充填材料的密实程度和稳定性。
充填材料压实度计算公式可以通过测量充填材料的干燥密度和固体体积来计算。
公式如下：充填材料压实度=充填材料的干燥密度/充填材料的理论密度其中，充填材料的干燥密度是通过材料干燥后的重量和体积计算得出的，理论密度是指充填材料在理想状态下的密度。
4.充填加固计算公式充填加固是指通过施工方法和技术来增加充填材料的密度和稳定性。
充填加固计算公式可以通过测量充填材料的体积和固结比来计算。
公式如下：充填加固=充填材料体积/充填前的体积其中，充填材料体积是通过测量充填区域的体积来计算得出的，充填前的体积是指未进行充填前的土壤或岩石体积。
5.充填护坡计算公式充填护坡是指在充填施工过程中，保护和加固充填区域边缘的一种构造。
充填护坡计算公式可以通过测量护坡的长度、高度和倾斜度来计算。
公式如下：充填护坡体积=护坡长度×护坡高度×护坡倾斜度其中，护坡长度是指护坡的横截面长度，护坡高度是指护坡的垂直高度，护坡倾斜度是指护坡的倾斜角度。
充填体强度计算及稳定性分析
充填体强度计算及稳定性分析1概述锡矿山南矿采空区的充填始于上世纪50年代初，当时主要是用矸石充填西部和河床下面的采空区。
然而，上世纪60~70年代初，锡矿山曾发生了三次大规模的地压活动，给矿山生产和安全带来了严重的灾害。
从这以后，锡矿山南矿的充填采矿技术研究就从未间断，先后使用了干式充填、粗颗粒水砂充填、混凝土胶结充填、全尾砂充填和尾砂胶结充填等充填方法，对于回收资源、降低地表下沉起到了重要的作用。
随着开采深度的增加，地压显现越来越明显。
通过对充填体强度和稳定性的分析，来确定更合理的参数，保证充填质量。
2充填工艺3充填体强度计算和充填体稳固性分析胶结充填体的强度设计因矿山而异,主要取决于具体的开采技术条件和充填条件。
为了使胶结充填体在技术上达到可靠,经济上得到优化,就需要合理的确定充填体的强度。
确定胶结充填体强度和稳定性是一个问题的两个方面。
锡矿山南矿属建筑物和水体下采矿,不允许地表塌陷及岩层开裂,在矿山回采过程中要保证整个矿区岩层的稳定性和二步骤矿房回采的安全。
一步骤矿壁回采胶结充填体强度大小及稳定性对二步骤矿房回采及底柱的回收至关重要,设计合理的充填体强度需要从技术、经济等方面考虑。
矿房胶结充填体的稳定性分析可为矿柱回采方案和结构参数的确定提供依据。
3.1类比法国内外部分矿山采场充填配比设计实例及充填体强度见表1。
表1 国内外部分矿山高大采场充填体配比设计类比分析锡矿山南矿一步骤采场胶结充填设计强度要达2MPa 以上,即充填灰砂比为1:8~1:12之间,才能够满足南矿采矿方法的要求。
3.2 充填体强度计算根据充填体现场调查和强度试验结果,主要分析测试配比为1:6的充填体稳定性,根据现场试验结果,取灰砂比为1:6的充填体强度参数c=0.15MPa ，φ=40°，μ=0.25，充填体容重为γ=2.5 t/m3,充填体与围岩间的内聚力与摩擦角计算时与充填体的值相同,充填体沿走向长度即矿房宽度b=8m , 采用Terzaghi 模型法和Thomas 计算法分析不同结构参数条件下充填体的受力状况。
煤层直接顶充填系数_计算公式_概述说明
煤层直接顶充填系数计算公式概述说明1. 引言1.1 概述在矿山工程中，煤层直接顶充填系数是一个重要的参数，用于评估和预测煤层直接顶充填体的稳定性和性能。
它是指充填体在承受来自上方覆盖和内部应力的情况下的变形特性和抗压能力。
通过计算和分析煤层直接顶充填系数，可以了解充填体在不同条件下的力学行为，并采取相应的措施来确保矿山安全和高效运营。
1.2 文章结构本文主要包括五个部分：引言、煤层直接顶充填系数计算公式概述说明、煤层直接顶充填系数的影响因素分析、煤层直接顶充填系数计算方法与实例分析以及结论。
在引言部分，我们将介绍文章的概述、结构以及目的，为读者提供一个清晰明了的导读。
1.3 目的本文旨在对煤层直接顶充填系数进行详细描述和分析，探讨其计算方法和影响因素，并提供实际应用案例进行验证。
通过本文的研究，可以增进对煤层直接顶充填系数的理解，为矿山工程的设计和管理提供科学依据。
此外，本文还将讨论未来可能的研究方向，以推动相关领域的发展与进步。
以上是“1. 引言”部分的内容，请以普通文本形式进行撰写。
2. 煤层直接顶充填系数计算公式概述说明2.1 煤层直接顶充填系数定义煤层直接顶充填系数是指在煤层采空区充填过程中，所用固体材料的填充效果与实际需要填充空间的比值。
它反映了固体材料对采空区进行有效填充的程度，是评价采空区群稳定性和资源利用效率的重要指标。
2.2 公式推导过程煤层直接顶充填系数可以通过以下公式来计算：煤层直接顶充填系数= （实际使用的固体材料量）/（理论上所需固体材料量）其中，实际使用的固体材料量可以通过现场测量或者记录得到，而理论上所需固体材料量则需要根据具体情况进行计算。
公式推导过程主要包括确定理论上所需固体材料量的方法和具体步骤。
2.3 公式应用范围和限制煤层直接顶充填系数的计算公式适用于各种不同形态和规模的采空区，包括巷道、采煤柱和放顶煤柱等。
同时，该公式也可以作为评价充填质量和稳定性的重要依据。
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三鑫公司一期工程建设一座卧式砂仓充填系 统，因生产能力的扩大，不适应井下充填的需要，三
鑫公司二期扩建工程建设时建有两座空８∥６４０ ｍ３
混凝土结构半球形底立式砂仓、一座４珩Ｉｎ／３００ ｔ水 泥仓的分级尾砂充填系统，充填生产能力为６０
ｍ３／ｈ。经过三期工程建设井下生产能力达６０万 ∥ａ，为了确保采、充平衡，充填系统经过技术改造， 新建一座５００ ｍ３钢结构的立式砂仓，保证了分级尾 砂制备能力，充填生产能力达１００ ｍ３／ｈ左右。充填 系统工艺流程见图ｌ。
析测试配比为１：１０的充填体稳定性，根据现场试验 结果，取灰砂比为１：１０的充填体强度参数ｃ＝Ｏ．１５ ＭＰａ，妒＝４０。，ｐ＝０．２５，充填体容重为７＝２．３ Ｌ／ｍ３， 充填体与围岩间的内聚力与摩擦角计算时与充填体 的值相同，充填体沿走向长度即矿房宽度６＝１５ ｍ，
万方数据
朱志彬，等： 充填体强度计算及稳定性分析
＾：————————ｊ至———————一
Ｆ·ｓｉ叩［７口ｃｏ印（１一ｃｔ酗警）］
式中：口——垂直加速度，其值为重力加速度ｇ与爆 破或微震加速度垂直分量之和；
７卜卜—滑咄—移全充角系填，体数８容，０重。１．，。２∥；ｍ３；
根据三鑫公司充填体材料力学参数，充填体自 立高度计算结果见表３，采用新型尾砂固结材料作 胶凝材料，灰砂比为１：８～１：１２充填体的强度超过 ２ ＭＰａ，充填体强度完全满足采矿方法允许充填体 侧翼暴露高度的要求。
２ 关于电耙道支护方式和支护时机的思考
２．１支护方式 笔者经过多年的经验总结，提出一种电耙道支
护的新方案：即在电耙道施工时多数地段采用喷射 混凝土支护，局部矿岩较差和垮蹋地段采用钢支护； 在大爆破和松动放矿后再对电耙道进行钢筋混凝土 支护，这时支护的混凝土处于一个最佳时机，它既不 会受到大爆破冲击波和地震波的破坏，也不会受到 采场松动放矿时地压集中释放的破坏。此时，放矿 时间不长，但是电耙道已经经过了地压集中释放的 过程，处于一个相对稳定的时期，而且电耙道并未受 到大的破坏，仅有个别地段发生了局部垮蹋。此时 进行钢筋混凝土支护，施工中扩帮升棚的量和施工
胶结充填系统立式砂仓放砂浓度控制在６８％ 一７５％之间，胶凝剂经灰仓双螺旋给料机经冲量流 量计计量后送入搅拌桶，经搅拌桶制备好的充填料
浆通过充填井的西１２ｌ咖陶瓷复合钢管、多１０８咖 无缝钢管及中１０８咖聚乙烯管等充填管路自流输
送至充填采场。
压艺流程
ｌ一立式砂仑２一水泥仑３—３×税５０水力旋流器组４一双螺旋绘科机５一冲板流量扣说０００×２２∞高速搅拌机７一电磁
国内外部分矿山采场充填配比设计实例及充填 体强度见表ｌ。
表ｌ 国内外部分矿山高大采场充填体配比设计
矿山名称 采矿方法 （妥警筅讫）号需积
充填材料及配比充蕊嚣度
凡口铅锌矿
ＶＣＲ法
３５×（７一ｌＯ）×４０
１４００
鼷ｉ墨髋 胶结ｌ：８ ｌ：１０
…２．５
大冶铜绿山矿
ＶＣＲ法
大厂铜坑锡矿畲譬嘉鬟（１５％茹：∞）
１７
采用Ｔｅ脚ｌｇｌｌｉ模型法和ｎｏｍ鸹计算法分析不同结 构参数条件下充填体的受力状况。 ２．２．１模型法
二维太沙基模型：
矿矿ｖ，２，＿＝Ｌ竿ｌ（— １一ｅ。 ｅ嘶，）
Ａ＝争脚
Ｄ…警
广充填体容重，ｋＮ／ｍ３； 式中：盯，——充填体内所受应力，ｋＰａ； ｒ距充填体顶部的距离，ｍ； Ｌ、曰——分别为充填体长度和宽度，ｍ； ｃｒ一充充填填料体内内摩聚擦力角，，ｋ。Ｐａ；；
难度远远小于前两种方案，而钢筋混凝土的厚度和 质量通常可以高于前两种方案中的第二次支护的钢 筋混凝土，基本可维持到采场放矿的后期，再加上局 部的钢支护便可以保证采场放矿结束。 ２．２采用支护新方式应注意的问题
（１）因电耙道施工中第一次支护采用喷射混凝 土和少量钢支护，施工速度有较大提高，故一定要合 理地缩小电耙道和各分层采切工程施工的时间差。
分级尾砂胶结充填
１．０
平均鲫ｍ高限制１００“ 高３５ ｍ宽３１００ｍ２
块石胶结充填 尾砂胶结充填
２．３（块石） １．１（水砂）
１８００
臀憋尊充填
ｏ…．。７８
ｌ：１６ ｌ：２０
斯等茄銎寞尹矿 ＶｃＲ法
６０×７×４５
高６ｌ ｍ宽１０ｒ７一１２２ｍ
尾砂胶结充填 ｌ：８ ｌ：３２
ｌ：３０ Ｏ．３５一Ｏ．４０
数，－１１ｌｏｍａｓ计算方法充填体强度设计值为０．５３—
０．９２ ＭＰａ。
综合上述计算分析，充填体的强度设计值为 ｏ。５３．１。２４ ＭＰａ，从安全角度考虑，按类比法取其设 计强度为２．０ ＭＰａ是合理的。 ２．３充填体自立高度计算
根据充填体强度计算和推断充填体自立高度的 实例不多，大部分矿山一般采用经验类比法判断充 填体失稳状况。为了保证充填体自稳性，多数矿山 是减少充填体的暴露面积和提高胶结充填体强度， 没有充分的理论和实际数据评价充填体的稳定性。 现就用南非公式对充填体的自立高度进行探讨。
流量计 ８—１射线料浆浓度计９—井下管路下料槽（开路） １０一事故池及渣浆泵１１一高压造浆水泵１２一砂泵排浆池
万方数据
１６
采矿技术
１９９４年，试验成功的“单管全水胶固充填工 艺”，在初期试验过程中表现出良好的充填效果，但 因管理不完善、工艺条件变化等诸多因素影响随着 时间的推移，逐渐暴露出巨大的充填质量隐患，一方 面，充填料浆浓度低、灰砂比等工艺参数控制达不到 设计要求；另一方面，井下充填体受工艺条件要求未 进行脱水、脱泥，造成充填体脱水、开裂、沉降大；另 一方面，充填体结晶水析水后变成自由水，长期强度 弱化，固结的尾砂变成一盘散砂。这样充填体胶结 强度低、整体性差、承载与直立性能差，根本难以承 受其周边矿柱回采时的爆破冲击等破坏，与充填体 要求达到构筑的人工矿柱的力学质量性能，差距甚 远。充填体质量及性能已严重制约了井下矿产资源 的回采效率及开采的安全性。
表３根据充填体的力学性质计算充填体的自立高度
序号黼内臀触麓零靳填≮皇产被
１
０．２
４１
３．２
３５
Ｏ．１５
加
３．２
２６
Ｏ．１５
３８
３．２
２６
０．１５
３５
３．２
２５
Ｏ．１
３２
３．２
１７
０．１
３０
３．２
１７
三鑫公司一步骤回采嗣后充填采用新型尾砂固 结材料作胶凝剂，胶结料配比为ｌ：８一ｌ：１２的充填 体２８ ｄ试块强度达２ ＭＰａ以上，实际揭露的充填体 强度达２ ＭＰａ以上，说明目前的胶结充填体自立比 较好，大面积暴露的充填体稳定性能保证二步骤采 矿要求。
ＩＳＳＮ １６７ｌ一２９００ ＣＮ ４３一１３４７／ＴＤ
采矿技术第８卷第３期 Ｍｉ而Ｉｌｇ １ｋｌｌｒＩｏｌｏｇ）ｒ，Ｖ０１．８，Ｎｏ．３
２００８年５月
Ｍａｖ．２００８
充填体强度计算及稳定性分析
朱志彬，刘成平
（湖北三鑫金铜股份有限公司， 湖北大冶市４３５１００）
摘要：三鑫公司通过应用新型尾砂胶结材料，充填体质量性能有了明显的改善。胶结充 填体的强度和自立高度能够满足采矿方法的要求。采用类比法、模型法等充填体强度计 算方法计算了充填体保持稳定的强度。通过矿房胶结充填体的稳定性分析为二步矿柱回 采方案和结构参数的确定提供了理论依据，生产中从技术和经济等方面考虑设计合理的 一步骤矿房回采充填体强度，降低了充填成本。 关键词：充填工艺；新型尾砂胶结材料；充填体强度；充填体稳固性分析
湖北三鑫金铜股份有限公司（简称三鑫公司） 是中国黄金集团控股的大型黄金矿山企业，位于大 冶市城西３．５ ｋｍ处。其前身鸡冠嘴金矿于１９８８年 建矿，生产规模为２００∥ｄ，经过二期、三期扩建，在 十几年的生产建设中发展壮大，现辖区有鸡冠嘴和 桃花嘴两大矿区，生产规模２２００ Ｌ／ｄ，采选矿石７０ 万∥ａ。年产金１１００ ｋｇ，产铜１００００ ｔ，副产标硫 ４５０００ ｔ，铁精矿６００００ ｔ。
新城金矿 安庆铜矿
删上向分层
２０×３０ ｘ（３０一加） １５×加ｘ１２０
焦家金矿 上向进路充填
３．５×３．５
新潲黝深矿孔空场（１揣器知） 大直径深孔
加ｘ６．１ ｘ９ｌ
１２４０
水鎏警婴渣
１…．９
胶结ｌ：７
１６５６
棒艘黪
１…．。４８
ｌ：５ ｌ：８
分级尾砂
１．５
分级尾胶结充 填ｌ：４、ｌ：８
２．７ｌ一３．４７ ２．０８—２．４９
后——充填体侧压系数，后＝ｌ—ｓｉｎ妒。 为了保证矿柱回采充填体的稳定及承受回采过 程中爆破对充填体的影响，充填体强度设计安全系 数取２．０。根据采矿方法回采工艺和回采参数，计 算矿山回采时需要充填体强度值应为Ｏ．３５ｌ～ ０．６１９ ＭＰａ，考虑安全系数，Ｔｅｒｚａｇｈｉ模型方法充填 体强度设计值为０．７０—１．２４ ＭＰａ。 ２．２．２经验公式计算 蔡嗣经教授曾论述：胶结充填体的强度与充填 体的高度是一种半立方抛物线关系。ｙ２＝ｄｘ３，式 中：ｙ——胶结充填体矿柱之高度，ｍ；ｘ——胶结充 填体之强度，朋如；ｇ——系数，建议充填体高度小于 ５０ ｍ时，ａ取６００，充填体高度大于１００ ｍ时，ｄ取
１０００。
根据公式计算充填表体强度值见表２。
表２经验公式计算充填表体强度值
充填体高度充填体强度值 充填体高度充填体强度值
（ｍ）
（ＭＰａ）
（ｍ）
（ＭＰａ）
ｌＯ
Ｏ．５５
３０
１．１４
１５
０．７２
３５
１．２７
２０
Ｏ．８７
４０
１．３９
２５
１．０１
…丝．一． ２．２．３ ｒ１１ｌｏｍ鹊（托马斯）计算 ‘，”一（１＋＾／￡） 充填体强度设计安全系数取２．０。根据采矿方 法回采工艺和回采参数，计算矿山回采时需要充填 体强度值范围为０．２６６—０．４６０ ＭＰａ，考虑安全系