深部开采废石胶结充填体强度研究及应用

"废石胶结充填体强度特性及其应用研究 (2013年)" 本文是一篇关于工程技术的论文，研究重点在于废石胶结充填法在深部难采矿体开采中的应用。宝山矿西部的2#矿体由于位于地下深处，采用废石胶结充填技术进行回采，以保证开采过程的安全性。研究人员通过RMT-150B岩石力学试验机，对7种不同配比的废石胶结充填体在多个龄期内的抗压强度进行了实验测试，特别关注了28天龄期的数据，因为这是评价充填体固化效果的重要时期。 实验结果显示，水灰比和灰砂比是决定废石胶结充填体抗压强度的关键参数。其中，C组配比的废石胶结充填体在28天龄期时，其抗压强度超过了2 MPa，显示出了良好的力学性能。这一发现对于选择适合的充填材料至关重要，因为它直接影响到矿井回采过程中的结构稳定性。 为了进一步验证C组配比的效果，研究团队利用FLAC3D软件进行了三维数值模拟，模拟了采用C组配比废石胶结充填体进行回采的场景。通过对模拟结果的分析，他们发现随着废石胶结充填体强度的提高，采空区周围岩石的最大主应力和竖向最大位移会相应减小，这有助于减轻地压对矿体结构的影响。然而，最小主应力则呈现相反的趋势，随着充填体强度的增加而增加，表明需要综合考虑各种应力变化。 实际应用中，研究人员对采用C组配比的试验采场进行了充填，并进行了应力测试。结果显示，试验采场的应力测试结果与FLAC3D模拟结果相吻合，表明C组配比的废石胶结充填体能有效地控制深部开采的地压，确保了开采过程的安全性和经济性。 关键词：深部开采；废石胶结充填；配比；抗压强度；FLAC3D模拟 这项研究不仅探讨了废石胶结充填体的力学特性，还展示了如何通过科学实验和数值模拟来优化选材和施工工艺，以适应深部矿体开采的复杂环境，为类似矿产资源的开发提供了重要的理论依据和技术支持。