胶结充填体作用机理研究

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1、http://www.paper.edu.cn胶结充填体作用机理研究徐东升廖国燕（中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083）摘要：充填体作为充填采矿法的核心，它是矿山围岩和充填体稳定性的直接控制因素，关系到采场稳定性和采矿成本，因此需要准确掌握充填体稳定性控制因素及作用机理。本文分析了充填体的细观物理组成和稳定性影响因素，总结了国内外对充填体作用机理的认识，提出了综合作用机理，可为充填工艺的设计提供参考。关键词：胶结充填体；稳定性；作用机理中图分类号：文献标识码：文章编号：StudyonMec

2、hanismofCementedFillingXUDongshengLiaoGuoyan(SchoolofResourcesandSafetyEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha,Hunan410083,China)Abstract：FillingbodyasthecoreofCutandFillStoping,whichisthedirectcontrolfactorsofwallrockandthestabilityoffillingbody.I

3、tiscloselyrelatedtothecostofminingandthestopestability.Therefore,itisnecessarytograspthestabilityfactorsandthemechanismoffillingbody.Thispaperanalyzedthemicrophysicalcomponentsandstabilityinfluencefactorsofthefillingbody,andsummarizedthemechanismunders

4、tandingoffillingbodyindomesticandforeign.Thenproposedcombinedmechanism,whichcanprovidereferstothedesignoffillingtechnique.Keywords：Cementedfillingbody；Stability；Mechanism1引言提出了充填体的综合作用机理，可为深井矿山充填工艺的设计提供一定的理论依据。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，大多数矿山转入深部开采

5、。2胶结充填体的细观物理组成国外深井矿山的实践表明，岩爆、岩石冒落事故构成了深井矿山生产中的主要安全问题，高温则是深分析胶结充填体的细观物理组成，可以得出胶井矿山影响劳动生产率的重要因素。为了预防和控结充填体为二级二相的复合材料。如图1所示为第制岩爆、提高矿山的通风效率、降低岩温以及减小二级水泥凝胶为第一相、孔隙（裂纹）为第二相而矿石的损失贫化率，充填采矿法在深井矿山开采中组成的第一级第一相复合材料，细集料为第二相而[1,2]具有不可替代的作用。充填体作为充填采矿法的组成复合材料。核心内容，它涉及到

6、矿山安全和矿山经济效益。以“充填体作用机理、充填体强度、充填体的合理匹配及充填体的力学特性”为内容的充填体力学，几年来受到了采矿界的高度重视。近年来已召开了八届国际充填学术会议，在充填体力学的许多方面有了很大的进展，学术界普遍认为充填体力学性能是[3]严重影响和制约胶结充填采矿法的关键因素。本文在分析胶结充填体的物理组成和影响充填体稳定性因素的基础上，重点论叙了充填体的作用机理，收稿日期：修回日期：基金项目：2006中南大学创新教育资助项目(LB06097)作者简介：徐东升(1985－)男中南大学资

7、源与安全工程学院采矿工程主要从事采矿方面的研究E-mail：xds129@163.com1http://www.paper.edu.cn3充填体稳定性的控制因素表2组合充填体的原位力学性质3.1影响充填体强度的因素分析粘结内摩擦弹性模充填类型对于充填法采矿，充填体强度直接影响围岩和力C/MPa角φ/°量/GPa充填体的稳定性，涉及采场布置形式、结构参数、水泥含量8%的充填位置、充填间隔时间和顺序并影响采场的应力变化0.22350.285砂（CSF）(1:12.5)过程。显然，充填体强度与水泥、骨料和

8、水的配比以及养护时间密切相关。对于同一时间的充填体，8%的CSF与废石组0.6035.40.280灰砂比越大，其弹性模量和抗压强度就越大，采矿合充填体（1:12.5）成本也就越高。如何减少水泥用量，降低采矿成本，3.2充填体稳定性分析不仅需要对不同配比的充填体力学与变形性质要有准确的认识，更重要的还在于充分研究和分析充填通过分析胶结充填体应力一应变曲线，表明胶结体的充填作用机理，在此基础上，对充填料配比进充填体具有独特的塑性变形的残余强度的支护特行优化。性。因为充填体