《安庆铜矿特大型采场充填体稳定性数值模拟研究》.pdf

第58卷第3期 有 色金属(矿山部分) 2006年5月 安庆铜矿特大型采场充填体稳定性数值模拟研究 胡飞宇 (安徽铜都铜业有限公司安庆铜矿) 摘要：安庆铜矿主要采用高阶段大直径深孔回采嗣后充填采矿法。为确保一400～一510m中段西部矿体 厚大区域特大型矿柱顺利回采，本文开展了安庆铜矿特大型采场充填体稳定性研究。计算分析了特大型矿柱回 采过程中充填体的稳定性，提出了合理的开采结构参数，对矿山生产具有一定的指导作用。 关键词：充填体稳定性破坏机理数值模拟 400m以上胶结充填配比设计是合理的，所形成的胶 1 安庆铜矿充填体稳定性问题的提出 结充填体稳定性良好，在灰砂比1：4的充填体内能顺 安庆铜矿是一座大型地下铜铁采选矿山，设计 利掘进出矿巷道或作为凿岩硐室侧帮(采用适当支护 日采选能力3500t／d。自1991年投产以来，全部采措施)，在其中部灰砂比1：10～1：12的部位，也未出 用高阶段大直径深孑L嗣后尾砂胶结充填采矿法，截 现严重的片帮和垮落，使得尾砂混入率小，对确保矿 止1999年底，一400m以上开采过程中顺利地实现柱的顺利回采起到了重要作用，也给一510m中段特 了120m高双阶段矿房矿柱的回采，充填体基本上大型采场配比设计打下了良好的基础。一510m中段 没有大面积的垮落，表现出了良好的自立性和稳定 进行生产后，对于特大型采场不同特定部位的胶结充 性，矿柱回采过程中由胶结充填体引起的贫化率为 填体采用不同的灰砂配比，如在需掘进出矿巷道、需 1．92％～5．6％，加权平均为2．42％，取得了良好的作为凿岩硐室侧帮、需作为一400m底台开采工作底 社会效益与经济效益。 板等部位采用灰砂比l：4；在各中段中部则将原灰砂 随着生产转入一510m中段后，矿体开采技术条 比1：12逐步提高到1：10；在其余过渡部位采用灰砂 件发生了较大变化，其显著特征是矿体厚大，28～ 比1：8作为交替。对于一400m以下的矿房充填体的 可靠性仍需做进一步调查和研究。 11”矿房处对应的矿体厚达60～100m，单个采场矿 量最大可达59万t，双阶段连续回采时，矿石或充填 2对胶结充填体作用机理的基本认识 体单侧暴露面积可达10000～12000m2，为特大型采 场。特大型采场的顺利回采是安庆铜矿持续稳产、 通过对胶结充填体作用机理研究和现状的调 高产的保障。而胶结充填体的稳定性则直接关系着 查，结合安庆铜矿充填体稳定性的试验研究工作，对 矿柱能否顺利回采。 胶结充填体作用机理有以下几方面的认识： 安庆铜矿十分注重科学技术研究，曾与有关科 (1)充填体的力学作用机理。充填体进入采 场，改变了采场帮壁的应力状态，使其单轴或双轴应 研单位和院校合作，对一400m以上矿体厚度40～ 60m的高阶段采场水泥一分级尾砂配比、各类试块 力状态转变为三轴应力状态，围岩的整体强度得到 强度及充填体稳定性进行了较系统的实验室试验及 了很大提高，从而增强了围岩的支撑能力。所以充 原位观测。充填体强度及配比设计在参考国内外大 填体的充填作用不仅仅是充填体本身的支撑作用， 型采场设计的基础上，结合安庆铜矿具体实践确定 更大的是阻止了围岩强度因地压活动而产生的弱 其灰砂比为：在充填体内掘进横穿巷道或作为凿岩 化，相对提高了开采条件下围岩自身的强度和承载 硐室侧帮或需作为继续上采的工作底板等部位采用 能力。 灰砂比1：4，在各中段中间部位采用灰砂比1：12，其