膨胀充填体在控制地表沉降量中的作用

金属矿山 ›› 2014, Vol. 43 ›› Issue (11): 127-131.

膨胀充填体在控制地表沉降量中的作用

胡磊¹，任高峰¹，钱兆明¹，王力²，陈光海¹，王玉杰¹

1.武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉 430070；2.武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉 430070

出版日期:2014-11-15 发布日期:2015-05-21
基金资助:
* 中央高校基本科研业务费专项（编号：2013-ZY-073），“十二五”国家科技支撑计划重点项目（编号：2011BAB05B03），国家自然科学基金项目（编号：51104112）。

Effect of Expanding Backfills on Controlling Ground Settlement

Hu Lei¹，Ren Gaofeng¹，Qian Zhaoming¹，Wang Li²，Chen Guanghai¹，Wang Yujie¹

1.School of Resources and Environmental Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；2.Institute of Civil Engineering and Architecture，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China

Online:2014-11-15 Published:2015-05-21

摘要/Abstract

摘要： 为提高充填采矿法对地表沉降量的控制效果，首先采用理论分析的方法，得出提高充填体接顶率是控制地表沉降量的关键因素；然后针对目前充填体接顶率偏低的现状，提出以过烧氧化钙代替传统胶凝材料与尾砂混合进行膨胀充填的改进方法，并设计实验得到了膨胀充填体的膨胀性能。实验结果表明，膨胀充填体可提高充填体接顶率，其膨胀力可对顶板产生一定的支撑力，当灰砂比分别为1∶1、1∶3、1∶5时，对应的膨胀力大小分别为1.14、0.68、0.47 MPa。在实验的基础上，以程潮铁矿西区-175 m采场为基础，通过数值计算的方法，研究了膨胀充填体在控制地表沉降量中的作用。数值计算结果与理论分析具有很好的一致性，计算结果表明采用膨胀充填体充填可使地表最大沉降量减小94%。

关键词: 充填采矿, 地表沉降, 充填体接顶率, 过烧氧化钙, 膨胀力, FLAC^3D

Abstract: In order to improve the effect of filling method on controlling ground settlement，the theoretical analysis method was adopted to conclude that improving the backfill roof contact rate is the key factor for controlling the ground settlement.Then，in view of the present low roof contact rate，an improved expanding backfill method of replacing traditional cementations and tailings mixture with burnt lime was proposed and the expansion properties of expanding backfill was gained by the experiment.The experiment result showed that the expandable backfill can improve the roof contact rate of filling body and its expansion force can generate some support force on the roof rock.The expansion forces are 1.14 MPa，0.68 MPa and 0.47 MPa when the cement-sand ratios are 1∶1，1∶3 and 1∶5 respectively.Finally，based on the experiments，and taking -175 m stope of western district in Chengchao Iron Mine for instance，the effect of expanding backfills on controlling ground settlement was studied through numerical calculation.The calculation results and theoretical analysis are in good agreement.The calculation result shows that expanding backfill can lower the ground settlement by 94% in maximum.

Key words: Filling method, Ground settlement, Backfill roof contact rate, Burnt lime, Expansion force, FLAC^3D

胡磊, 任高峰, 钱兆明, 王力, 陈光海, 王玉杰. 膨胀充填体在控制地表沉降量中的作用[J]. 金属矿山, 2014, 43(11): 127-131.

HU Lei, REN Gao-Feng, QIAN Zhao-Ming, WANG Li, CHEN Guang-Hai, WANG Yu-Jie. Effect of Expanding Backfills on Controlling Ground Settlement[J]. Metal Mine, 2014, 43(11): 127-131.

[1]	卢宏建, 牟　超, 武　捷. 充填体—边界介质组合体剪切力学特性与参数分析[J]. 金属矿山, 2024, 53(2): 80-.
[2]	王勇, 李健, 王珍岐, 那庆, 毕成, 吴爱祥. 金属矿充填固化过程监测研究现状及展望[J]. 金属矿山, 2023, 52(05): 31-44.
[3]	陶发玉, 陶云波, 黄春云. 基于 Flunt 模拟的龙首矿下向进路采矿炮烟扩散规律研究[J]. 金属矿山, 2022, 51(08): 232-238.
[4]	赵奎, 王万银, 曾鹏, 龚囱, 梁楠, 李文辉. 胶结充填体顶板承载层厚度的尖点突变模型及其应用[J]. 金属矿山, 2022, 51(08): 57-62.
[5]	孟凡明, 匡鑫, 王祯, 孙晓刚, 袁龙, 邱景平. 马郡城铁矿“三下”开采隔离层厚度及回采顺序研究[J]. 金属矿山, 2022, 51(08): 20-26.
[6]	沈爽 , 周占星, 郭祖江, 杨金 , 周生 . 深部金属矿山崩落区沉降分析[J]. 金属矿山, 2021, 50(12): 143-148.
[7]	张国胜 , 张雄天. 全尾砂胶结充填材料强度影响因素分析及配比预测研究[J]. 金属矿山, 2021, 50(12): 112-117.
[8]	何伟, 王星, 李同鹏. 某石膏矿地下开采诱发的地表沉降分析[J]. 金属矿山, 2021, 50(06): 210-215.
[9]	蒋京名 , 郭家能 , 王志. 尾矿库下压覆矿体开采对尾矿库及坝体影响分析[J]. 金属矿山, 2021, 50(04): 191-196.
[10]	郭慧高, 武拴军, 尹升华, 肖柏林 . 冶炼铜选尾渣对废石粗骨料充填料浆特性改性研究[J]. 金属矿山, 2021, 50(04): 53-58.
[11]	李宏业, 杨晓炳, 温震江, 高谦, 王永定. 磷石膏—矿渣复合胶凝材料配比优化试验[J]. 金属矿山, 2021, 50(03): 28-33.
[12]	李同鹏, 胡崴, 方胜勇, 李何林, 娄广文. 风景名胜区下铜矿开采地表沉降安全影响研究[J]. 金属矿山, 2020, 49(12): 216-220.
[13]	张国胜, 高谦, 郭斌, 李胜辉, 涂光富, 杨云鹏. 全尾砂胶凝材料开发及泡沫砂浆充填试验研究[J]. 金属矿山, 2020, 49(12): 74-80.
[14]	张军奎张雄天赵永峰朱文志. 厂坝铅锌矿充填关键技术研究[J]. 金属矿山, 2020, 49(12): 20-26.
[15]	刘焕春, 于建新, 焦华喆, 赵武胜. 复杂采空区充填开采对地面建筑的影响研究[J]. 金属矿山, 2020, 49(04): 39-45.

扫码分享