金属矿山

作者：刘庆博,万小军,胡世利,邹伦凯,邱景平

单位：东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819

关键词：充填开采,,废石与尾砂料浆协同充填,,二步采,,废石比例,,充填体强度,,地表沉降变形,

基金：“十四五”国家重点研发计划项目(编号:2023YFC3904305);国家自然科学基金面上项目(编号:52374116)。

废石充填开采作为一种高效的采矿方法被广泛使用,但仍面临充填体自立性差、接顶困难和强度不足等问题,废石与尾砂料浆协同充填可解决上述问题。传统方法需将井下废石提升至地表,与尾砂料浆混合制备复合充填体后再输送至井下,工艺复杂且输送难度高。为此,提出了一种废石与尾砂料浆接顶协同充填的新方法,旨在简化充填过程并提高废石充填体性能。以铁岭红印铁矿为工程背景,通过理论计算与数值模拟,系统评估了该方法在采场充填效果及地表沉降控制中应用的可行性。重点探讨了废石充填比例对充填体应力分布、顶板位移及地表沉降的影响。研究表明:提高尾砂料浆比例可显著增强充填体的强度与稳定性;充填体内部以压应力主导,呈“四周小、中间大”的分布特征。尾砂料浆与废石交界区域易发生应力集中;废石比例提高导致充填体可压缩性显著增强,顶板及地表支撑减弱,产生更大位移;当废石比例不超过70%时,充填体能够有效控制顶板下沉,避免大范围塑性贯通,且该条件下地表监测线的最大倾斜变形、曲率、水平变形均在安全规范允许范围内,进一步验证了新充填方法的可行性。本研究通过优化废石高效利用途径,为矿山废弃物资源化利用和绿色采矿技术研发与应用提供了新的理论依据。

来源：2026年第1期

《金属矿山》期刊编辑部

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