摘要
随着采矿业逐步向深部发展，地下开采难度和成本远高于露天开采，为了能够安全高效回收地下矿体，空场嗣后充填法成为了地下开采主要选择之一，在国内大型深部金属矿山开采中的应用越来越广泛。由于空场嗣后充填法的起步较晚，虽然近年来国内外很多地下金属矿相继使用了空场嗣后充填法，但应用程度不高，面对空场嗣后充填法的快速发展，针对空场嗣后充填法的研究略显迟滞。本文以某急倾斜厚大矿体的铁矿为工程背景，对6～12号勘探线之间采场的稳定性和采场结构参数进行研究，目前正在进行的-450m中段阶段高度为60m,回采工作接近尾声，矿山企业对经济效益的不断追求提出了在-390m新中段增大阶段高度的计划，拟将新中段阶段高度增大到90m。论文采用相似材料与数值模拟相结合的方法，研究新中段采场稳定性，并对采场结构参数进行了优化分析。以下为论文具体工作内容: (1)分析总结了相似材料骨料和胶结料的特性，并根据矿区岩石力学性质和相似材料特性，最终选用河沙为粗骨料、重晶石粉为细骨料、石蜡为胶结料作为相似材料的材料配方。 (2)开展相似材料试件配比试验，对不同配比的相似材料标准试样进行物理力学参数测试，为大型形似材料试验选取合理配比方案。 (3)根据选取的相似材料配比开展室内大型相似材料试验，试验考虑了前阶段开采和盘区之间的影响，在物理模型上还原了两阶段多盘区开采充填过程，并对模型采用应力、变形监测两种监测手段，分析了采场稳定性和矿柱顶板的应力、变形规律。 (4)针对6～12号勘探线之间-450m和-390m两中段多盘区进行三维数值建模，采用FLAC3D数值模拟软件分析了矿柱宽度、矿房阶段高度、盘区采场跨度和盘区矿房回采充填顺序对采场内应力、变形和塑性区的影响规律。根据分析结果设置了8种采场结构参数方案进行优化分析，最终得到了采场的最优结构参数。
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