上向进路充填采矿法充填配比优化研究.pdf

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1、2014年6月中国矿山工程第43卷第3期ChinaMineEngineering上向进路充填采矿法充填mi~l：l：优化研究Optimumstudyoffillingmaterialsmixingratioinupwarddriftstopingandfilling刘兴华，刘晓辉(1．北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；2．中色非洲矿业有限公司，北京110105)摘要：谦比希铜矿西矿体采用上向进路充填采矿法进行回采，充填物料配比是影响该工艺技术经济指标的关键参数。为获得较为合理的充

2、填配比，本文基于弹性力学理论及一维应力波理论，分别从充填体自立及采场爆破扰动的角度对充填强度进行了估算设计。同时结合不同配比条件下的充填强度及流动性测试结果，对充填配比进行了优选。结果表明：西矿体采场的充填强度应不小于0．8MPa，当灰砂比为l：8、充填浓度大于71％时，满足采场充填的强度及流动性要求，此结论为矿山充填工艺的制定提供了理论依据。关键词：充填强度；自立强度；爆破扰动；配合比Abstract：Theupwarddriftstopingandfillingwasusedinwester

3、norebodyofChambishiCopperMine，Zambia．Thefillingmaterialsmixingratiowasthekeyfactorwhichinfluencedthetechnicalandeconomicalindexes．Basedontheelasticitytheoryandone—dimensionalstresswavetheory，thefillingstrengthwaSestimatedanddesignedfromthefillingbody

4、self—supportingandmineblastingdisturbance．Thebestfillingmaterialsmixingratiowasselectedaccordingtothetestresultoffillingstrengthandthefluidityoffillingbodyunderdifferentmixingatio．Theresultsshowedthatthefillingstrengthinwesternstopemustbemorethan0．8M

5、Pa，andthefillingbodycanmeetthestrengthandthefluidityrequirementswhilethecement—tailingratiowas1：8andthefillingconcentrationmorethan71％．Theresultprovidedtheoreticalbasisfortheselectionoffillingtechnique．Keywords：fillingstrength；self—supportingstrength

6、；blastingdisturbance；mixingratiol前言充填法采矿回收率高、损失贫化小、有利于环保、经济效益显著，是目前矿山生产的首选工艺⋯。充填强度设计及其配合比优化是充填工艺的主要研究内容，设计强度过低，则充填体不能对地压活动进行有效控制，对井下安全生产造成隐患；设计强度过高，又会加大水泥等胶结材料的掺入量，造成不必要的浪费。中色非洲矿业有限公司谦比希铜矿由主矿体、西矿体以及东南矿体3个矿体组成。其中西矿体矿石量约5631万t，铜品位2．16％，铜金属量121万t，矿体倾角30

7、。左右，平均厚度为7．36m，是典型的缓倾斜中厚难采矿体，目前采用上向进路充填采矿法进行回采。为获取技术经济较为合理的充填配合比，本文通过充填体受力状态分析，同时结合弹性理论、爆破一维应力波理论，分别从充填体自立及爆破扰动两方面对充填强度进行了估算，并基于室内强度试验对充填物料的配合比进行了优选，为现场生产工艺的制定提供了理论依据。2开采工艺谦比西铜矿西矿体走向近东西，倾向南，倾角30。左·2·中国矿山工程2014年(第43卷)右。矿体走向长1400～2100m，平均厚度7．36m。等，即：矿体

8、位于泥质板岩中，遇水崩解，稳定性差，其直接G．=T+7T(1)底板为下盘砾岩，直接顶板为矿化泥质板岩。岩石对图1所示模型进行力学计算，分别导出式质量评价结果表明，矿体底板以下的基底岩石和长(2)和式(3)中各项并代入式(1)，则得到充填体自石石英岩地层稳固性良好，矿体本身稳固性中等，矿立强度R如式(5)所示：体顶板岩石稳固性差，部分地段很差。根据矿体赋G：Gsin／3：—LH23'c。(2)存条件，设计选用上向进路充填采矿法进行回采，采场沿矿体走向布置，长约30m、宽4m、采高4m。=SA=(c