金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (5): 63-72.
陈 璐1 梁崇辉1 罗 容2 蔡 鑫3 潘世强4 余 茜1
CHEN Lu1 LIANG Chonghui1 LUO Rong2 CAI Xin3 PAN Shiqiang4 YU Qian1
摘要: 为探究机制砂充填体在柱式采空区中的分布规律及其对矿柱承载特征的影响,以湖南某采空区充填治
理项目为工程背景,采用物理模型试验和数值模拟相结合的研究方法,探究了自重输送方式下充填料浆在采空区的
流动与接顶规律,并揭示了充填体对矿柱强度的提升效应。研究结果表明,在自重作用下,充填料浆注入采空区形成
的堆积角约14°。掺入粉煤灰和水泥后,其流动性会得到明显改善,堆积角降至10°。充填后矿柱承载时,充填体会对
矿柱横向变形产生约束作用。当充填率低于50%时,约束作用相对较弱,外部荷载几乎完全由矿柱承担,矿柱峰值强
度变化不明显,其破坏形态表现为“X”形拉剪裂缝。当充填率大于50%时,约束作用开始明显,充填体将分担部分荷
载,矿柱峰值强度明显增加,峰后承载性能也得到有效提升。当充填率达到90%以上时,矿柱峰值强度及峰后承载能
力均得到显著提升;此时因充填体对矿柱的约束作用,矿柱承载潜力得到充分发挥,内部微裂纹演化对其承载能力的
影响较小。研究结果对于采空区灾害防控具有一定的理论和实践意义,可为相关领域的进一步研究和工程实践提供
参考。
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