高阶段采场充填体强度影响因素敏感性分析

魏福海，王忠强

(安徽马钢罗河矿业有限责任公司，合肥 231500)

罗河铁矿是大型地下矿山，矿体厚大，空间形态复杂，埋藏较深。目前主要采用大直径深孔落矿阶段空场嗣后充填采矿法，分两步骤回采，采场最高达 85 m，长72 m，一步采场宽15 m，二步采场宽21 m，单个采场空区体积最大达12.85万m3，充填体侧向暴露面积达5 000～6 200。采场按隔一采一的顺序回采，一步骤采空区用胶结充填，当胶结充填体达到养护强度时，再二步骤回采矿柱，采用尾砂或掺和少量胶凝材料充填。

高阶段采场胶结充填两步骤回采过程中，围岩及矿柱应力分布、位移随着开采活动的进行发生着变化，一步和二步回采引起的地压反应相差很大。胶结充填体承受着上部覆岩层载荷(顶板压力)的同时，还承受着自重、上(下)盘围岩及两侧原生矿柱应力释放、采场生产爆破冲击等力学环境的作用，具有复合型、反复性等特点，采场的顺利回采是罗河铁矿高产、稳产的保证，采场胶结充填的稳定性直接关系着矿柱是否能够顺利回采。

1 高阶段采场充填体强度影响因素

在假定其他不确定因素不变的条件下，选取影响充填体强度需求的主要因素有采场宽度、高度、长度和胶结充填体自身的内摩擦角[1]。通过充填体力学实验、应力解析模型、强度需求计算等方法，得出各因素与充填体强度需求的关系如图1所示。

图1 各影响因素与充填体强度需求关系Fig.1 Relationship between influence factors and strength demand of filling body

1.1 采场宽度

充填体所需强度随宽度的变化关系如图 1(a)所示：在其他影响因素不变的情况下，若充填体宽度增大，其保持稳定所需要的强度明显降低。……