武平紫金公司充填挡墙受力分析与厚度计算.pdf

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1、第14卷第2期矿业工程2016年4月MiningEngineering13武平紫金公司充填挡墙受力分析与厚度计算陈聪余坤昌唐祖荣(1．紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿，福建上杭364200；2．武平紫金矿业有限公司，福建武平364300)摘要：武平紫金矿业有限公司井下空区多而乱，为了消除空区的安全威胁且更好的回收地下矿石资源，采用全尾砂胶结充填系统充填新旧空区针对武平紫金公司一115ITI中段81—3空区，对所设置的1#、2#挡墙的受力特点进行分析和计算，并结合该空区情况，计算出所需挡墙厚度值，为矿山后续

2、其他空区的充填挡墙设计提供参考借鉴。关键词：充填挡墙；受力分析；厚度计算；采空区中图分类号：TU476+．4文献标识码：A文章编号：1671—8550(2016)02—0013—03空区时，料浆以一种均质流体的形式存在。考虑到0引言全尾砂颗粒较小、颗粒间的摩擦损失少、具有较好武平紫金公司矿山自2002年8月生产至今，的流动性，近似认为其内聚力C一0、内摩擦角击累计出矿量约580多万吨，空区累计约19×一0，该阶段挡墙承压可按料浆的静水压力进行分10IT1。，每月还将新增空区7800IT1。。由于该矿属析；第二

3、阶段，充入空区内的料浆开始沉淀、脱于多层缓倾斜中厚矿体重叠产出，采空区多而乱，水，当脱水到一定程度后，料浆表现为一种无粘性导致采矿难度很大。为消除采空区的安全威胁，保的松散体，即书≠0，但C一0，此时，挡墙承压与护矿区地表及相关构建物，充分回收地下矿石资和料浆高度有关；第三阶段，终凝过后，充填体源，减小尾矿库库容压力，矿山于2010年6月起，开始具有强度(c≠0、击≠0)，表现为有粘性松散依托于新组建的充填车间，以全尾砂胶结充填系统体，此时，可按有粘性松散体的压力计算分析挡墙对井下新旧空区进行充填。胶结充填过

4、程中，充填承压。根据充填料的压力实验，认为第一阶段挡墙挡墙的设置是采空区充填前必须完成的一项重要工承压最大，由此可只分析料浆刚充人空区时对挡墙序Ⅲ。稳定可靠的充填挡墙是井下工作人员、设备的承压情况]。矿山充填实际情况中，充填挡墙和充填工作的重要安全保障。目前，武平紫金公司的受力分析和计算按照两种情况进行：一是一次充采用工程类比法设置充填挡墙，该方式容易忽略矿填高度低于或者等于充填挡墙的高度，二是一次充山自身条件并缺少理论依据，造成墙体结构设计不填高度高于充填挡墙的高度。合理，导致成本偏高或者存在安全隐患。为此

5、，结——一次充填高度低于或等于充填挡墙高度合武平紫金公司料浆和空区情况，通过挡墙墙体受时，充填挡墙的受力情况如图1。力分析和挡墙厚度理论计算，确定出初次充填高度和挡墙厚度，为充填工作的安全进行提供必要的保opoM障。1挡墙墙体受力分析‘根据充填的特点和时间顺序，挡墙受压情况可图1挡墙受力分析(充填高度h≤挡墙高度H)分为3个阶段：第一阶段，当充填料浆刚刚充入采挡墙上竖向线载荷q：收稿日期：2016—01—12fOO≤z≤H～(1)作者简介：陈聪(1991一)，男(汉族)，福建上杭人，紫金矿业集口q一—r(Z—

6、H-J-h)H一

7、墙厚度计算充填挡墙设计计算并无专门的规范，考虑到挡墙的作用和使用条件，可参照井下防水闸门设计来图2挡墙受力分析(充填高度h>挡墙高度H)计算充填挡墙的厚度。根据《采矿设计手册》，安全等级要求通常按照一级设计]，挡墙的设计承压挡墙上竖向线载荷q：P计算式：g—r(一H)+rZ(5)Ps一×yG×y。×y，×P(9)总压力P：式中y。——结构安全系数，y。一1．1；和P—r(一)Hw(6)7Q——荷载分项系数，一1．2，ya一1．4；7j-一富余安全系数，)，，一1．4；P——挡墙计算承压。最大弯矩M—．及作用点

8、Z。：挡墙的厚度的计算采用3种方法，分别为：一扣[Tr／3／2-TIl+]㈩按抗压强度计算：一H一+(8)B1≥南(1O)式中——混凝土设计抗压强度；r——挡墙内式中r一一充填料浆容重；H、w——充填挡墙半径，r—a／2sina；n——挡墙设计宽度。高度和宽度；——充填高度(从挡墙底板开始计按抗剪强度计算：算)；一3h一3H^+H。。Bz≥⋯)2挡墙受力计算式中厂——混凝土设计抗剪强度；6——挡墙设