某鐵礦深部充填體強(qiáng)度及力學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、隨著深部開采的進(jìn)展，原來(lái)的采礦工藝已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有產(chǎn)量和安全的需要，無(wú)底柱分段崩落法遺留下來(lái)的空區(qū)將成為安全隱患。因此充填采礦法的結(jié)合使用，既可以處理大量空區(qū)、控制采場(chǎng)地壓，也為尾礦處理、資源的綜合利用提供了解決途徑。充填體強(qiáng)度是治理空區(qū)保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，所以深入研究充填料漿的配比、濃度，是保證充填治理效果、控制生產(chǎn)成本的核心問題。本文主要進(jìn)行了充填體單軸壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)，結(jié)合等效強(qiáng)度理論、能量匹配等進(jìn)行理論驗(yàn)證，

2、輔以數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法，對(duì)某鐵礦深部充填體強(qiáng)度和力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了研究，內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　根據(jù)對(duì)充填物料進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)等強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果，再綜合礦山的實(shí)際生產(chǎn)要求、充填料漿的輸送、生產(chǎn)成本等諸多因素，最終決定采用濃度為70%、砂灰比值為6的配料進(jìn)行充填。
　　通過運(yùn)用充填體損傷過程中的應(yīng)變等價(jià)原理、充填體與圍巖的能量合理匹配及圍巖作用下的充填體力學(xué)模型可靠性分析三種理論，對(duì)充填體所需要的理論強(qiáng)度與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)

3、行對(duì)比分析，得出試驗(yàn)最優(yōu)方案與理論計(jì)算的結(jié)果基本吻合。因此實(shí)驗(yàn)室得出的最優(yōu)參數(shù)可以作為實(shí)際充填作業(yè)的參考依據(jù)。
　　針對(duì)某鐵礦深部礦體開采情況及充填治理后的效果進(jìn)行了模擬分析，運(yùn)用FLAC3D進(jìn)行綜合模擬，以-382.5中段2-4空區(qū)及4-6空區(qū)作為研究的主體對(duì)象，展開深部開采及充填體穩(wěn)定性研究，得出深部礦體開采后，空區(qū)頂板的的穩(wěn)定性較好，而空區(qū)的兩側(cè)幫圍巖則相對(duì)稍差?？諈^(qū)充填作業(yè)完成以后，充填體發(fā)揮作用，空區(qū)頂部的應(yīng)力集中現(xiàn)象得

4、到緩解，空區(qū)側(cè)幫的圍巖拉應(yīng)力出現(xiàn)降低，部分區(qū)域的拉應(yīng)力消失，空區(qū)周圍各個(gè)區(qū)域的圍巖移動(dòng)程度都出現(xiàn)了降低趨勢(shì)。由此可得，膠結(jié)充填方案的配比及充填體強(qiáng)度滿足治理空區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。
　　運(yùn)用圍巖二次應(yīng)力監(jiān)測(cè)和地表變形監(jiān)測(cè)手段對(duì)采場(chǎng)開挖及充填后的效果進(jìn)行分析。從應(yīng)力—時(shí)間圖像的變化趨勢(shì)對(duì)采場(chǎng)的受擾動(dòng)情況、充填作業(yè)以后應(yīng)力重新分布的情況進(jìn)行了對(duì)比，同時(shí)和地表變形監(jiān)測(cè)的位移數(shù)據(jù)相結(jié)合，結(jié)果證明監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果基本吻合，充分證實(shí)了實(shí)驗(yàn)室得出的充