窄长采场胶结充填体强度要求及结构设计

于永纯，罗正良，孙长坤，魏晓明

(1．云南黄金矿业股份有限公司，昆明 650200；2．保山金厂河矿业有限公司，云南 保山 678300；3．矿冶科技集团有限公司，北京 100160)

阶段空场嗣后充填采矿法是采用空场法回采后对采空区进行嗣后充填处理，在金属矿山的应用日益广泛[1]。该采矿法一般沿着(或垂直)矿体走向两步骤回采，其中一步骤矿房开采后胶结充填，二步骤矿柱开采后非胶结充填[2]。由于一步骤胶结充填体添加水泥成本约占充填总成本的70%～80%以上，不同矿山选择的充填配比带有较大的主观成分，难以科学的确定胶结充填体强度，造成灰砂比偏大，耗费大量不必要的水泥，加大企业的充填成本[3]。

目前国内外胶结充填体强度的设计方法可分为三类，即经验法、力学模型法及数值分析法[4]。为了使胶结充填体安全可靠、经济合理，需要确定合理的充填体强度。本文以金厂河多金属矿为工程依托，利用该矿的窄长采场尺寸(长宽比大于5)和矿岩-充填体力学参数[5]，开展胶结充填体强度要求理论计算和数值模拟分析，通过对比充填体强度要求数值解与两种解析解，确定矿山一步骤窄长采场胶结充填体所需的强度和结构设计，为类似矿山胶结充填体要求优化设计提供参考。

1 工程概括

保山金厂河铅锌铜多金属矿床属新开矿床，矿体顶底板以大理岩、大理岩化灰岩为主，矿体岩性以矽卡岩、矽卡岩化大理岩为主。矿山采用大直径深孔侧向崩矿阶段空场嗣后充填法，矿体分为矿房和矿柱，采场垂直矿体走向布置，阶段高50 m，矿房和矿柱宽15 m，长为矿体水平厚度，平均为120 m，采场间不留间柱，分两步骤连续回采。……