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沿空留巷充填体参数及支护阻力的计算1巷道的基本情况本设计为姜家湾煤矿2213巷道巷旁充填体参数及支护阻力的计算，2213巷道老顶为细砂岩与粉砂岩互层，平均厚度18.48m ，直接顶为细砂岩，平均厚度11.47m 。
伪顶为粉砂岩，厚度 0.2m-2.2m 。
底板直接底为细砂岩，厚度2m-4.2 m 。
本矿井煤层厚度0.7～1.5m ，平均厚度1.23m ，，容 重1.28t/m 3，煤质中硬，瓦斯绝对涌出量0.18m 3/min ，煤尘爆炸指数29.26%，具有爆炸性，自燃发火期6个月，属自燃发火煤层。
本巷道宽度和高度分别为4500mm 和2600mm 。
2充填体宽度的计算充填体宽度B 可按下列经验公式计算： ()452.0342.0685.03367.0h H b a B ⋅⋅+=式中 a —巷道半宽，2.25m ；b —充填体破裂区宽度，一般取20－30cm ，本次取0.25m ； H —平均开采深度，取228m; h —充填体高度，取1.8m 。
将以上因素代入经计算得B ＝0.367452.0342.00.68532430.25)(6.75⨯⨯+ =0.367⨯3.7964.15.6⨯⨯ =14.82m第二种算法预先确定了沿空留巷的巷旁支护强度后，就可根据所需的巷旁支护强度和巷 旁支护材料的力学性能,由式（3-21）设计巷旁支护宽度,并结合具体的地质、生产条件等确定巷旁支护体的具体形式 b=KF/p式中,b 为巷旁支护平均宽度，m ； F 为沿空留巷所需的巷旁支护强度,MN/m ； p 为巷旁支护体成型后1d 的抗压强度,MPa ； K 为安全系数,一般K=1.1～1.2。
代入公式得b=1.26.4357.11=÷⨯m根据计算结果及经验类比(巷旁充填带宽度一般为充填高度的0.6~0.9倍)[晋城矿区9号煤沿空留巷实验]3充填体强度的计算巷道充填体的平均强度随巷道高度的增加和巷道间距的减小而下降。
第 54 卷第 3 期2023 年 3 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.3Mar. 2023储能充填体相变前后传热性能及强度特征金爱兵1, 2，李海1, 2，孙浩1, 2，陈帅军1, 2，巨有1, 2(1. 北京科技大学 土木与资源工程学院，北京，100083；2. 北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京，100083)摘要：目前，深井高温问题越来越突出，在充填体中加入相变材料来降低地温是解决深井高温问题的新思路。
采用石蜡和CaCl 2·6H 2O 制备新型复合相变材料，通过差示量热扫描仪、扫描电子显微镜、电液伺服岩石压力试验机和数值模拟等手段，研究含石蜡−CaCl 2·6H 2O 充填体的相变前后的抗压强度与传热性能。
研究结果表明：石蜡与CaCl 2·6H 2O 复合后不发生化学反应，石蜡−CaCl 2·6H 2O 不溶于水最佳复合质量比为 3꞉2；石蜡−CaCl 2·6H 2O 经济成本较低，在常用相变材料中经济排名靠前；加入石蜡−CaCl 2·6H 2O 后充填体的抗压强度降低12.95%，石蜡−CaCl 2·6H 2O 发生相变后，强度降低37.65%，但充填体的热量吸收能力提高79.60%；含石蜡−CaCl 2·6H 2O 的充填体试样导热系数下降，在石蜡−CaCl 2·6H 2O 相变阶段有温度响应滞后现象，温度等值线附近内部热流量方向在石蜡−CaCl 2·6H 2O 未发生相变时指向石蜡−CaCl 2·6H 2O 。
新型石 蜡−CaCl 2·6H 2O 复合材料经济成本低，虽然加入充填体会降低充填体的抗压强度，但是能够大幅度提高充填体对热量的吸收。
充填体强度计算及稳定性分析1概述锡矿山南矿采空区的充填始于上世纪50年代初，当时主要是用矸石充填西部和河床下面的采空区。
然而，上世纪60~70年代初，锡矿山曾发生了三次大规模的地压活动，给矿山生产和安全带来了严重的灾害。
从这以后，锡矿山南矿的充填采矿技术研究就从未间断，先后使用了干式充填、粗颗粒水砂充填、混凝土胶结充填、全尾砂充填和尾砂胶结充填等充填方法，对于回收资源、降低地表下沉起到了重要的作用。
随着开采深度的增加，地压显现越来越明显。
通过对充填体强度和稳定性的分析，来确定更合理的参数，保证充填质量。
2充填工艺3充填体强度计算和充填体稳固性分析胶结充填体的强度设计因矿山而异,主要取决于具体的开采技术条件和充填条件。
为了使胶结充填体在技术上达到可靠,经济上得到优化,就需要合理的确定充填体的强度。
确定胶结充填体强度和稳定性是一个问题的两个方面。
锡矿山南矿属建筑物和水体下采矿,不允许地表塌陷及岩层开裂,在矿山回采过程中要保证整个矿区岩层的稳定性和二步骤矿房回采的安全。
一步骤矿壁回采胶结充填体强度大小及稳定性对二步骤矿房回采及底柱的回收至关重要,设计合理的充填体强度需要从技术、经济等方面考虑。
矿房胶结充填体的稳定性分析可为矿柱回采方案和结构参数的确定提供依据。
3.1类比法国内外部分矿山采场充填配比设计实例及充填体强度见表1。
表1 国内外部分矿山高大采场充填体配比设计类比分析锡矿山南矿一步骤采场胶结充填设计强度要达2MPa 以上,即充填灰砂比为1:8~1:12之间,才能够满足南矿采矿方法的要求。
3.2 充填体强度计算根据充填体现场调查和强度试验结果,主要分析测试配比为1:6的充填体稳定性,根据现场试验结果,取灰砂比为1:6的充填体强度参数c=0.15MPa ，φ=40°，μ=0.25，充填体容重为γ=2.5 t/m3,充填体与围岩间的内聚力与摩擦角计算时与充填体的值相同,充填体沿走向长度即矿房宽度b=8m , 采用Terzaghi 模型法和Thomas 计算法分析不同结构参数条件下充填体的受力状况。
24南钢科技与管理2019年第1期草楼铁矿采场充填体强度解析计算李永锋I章书谦？（1.安徽金安矿业有限公司；2.新产业投资集团）扌商要：针对草楼铁矿大直径深孔一步骤采场充填体强度要求偏保守且缺乏依据的情况，利用米切尔法进行不同类型采场充填体的强度要求解析计算。
结合现有充填技术水平在前期充填体质量评价工作的基础上，选取浮动安全系数2.3,综合计算出草楼铁矿典型尺寸采场的充填体强度要求指标，为降低草楼铁矿的充填成本提供理论依据和技术支撑。
关键词：充填体强度米切尔法充填体力学一步骤采场Analytic Calculation on Strength of Stope Backfillsat Caolou Iron MineLI Yongfeng1ZHANG Shuqian2(1.Anhui Jin'an Mining Company Limited； 2.New Industry Investment Group)Abstract:Aiming at the situation that the strength requirement of one-step stope backfills for large diameter and deep holes is conservative and short of theoretic support at Caolou Iron Mine,this paper analyzes and calculates the backfill strength requirements for the typical size stopes in Caolou Iron Mine,after the analysis and calculation with Mitchell method in terms of the backfill strength requirements for different type of stopes.Considering the existing backfilling technology and the previous backfilling quality evaluation,the floating safety factor is defined as2.3.Therefore this paper provides both theoretical and technical support for reducing the backfilling cost at Caolou Iron Mine.Keywords:Backfill Strength,Mitchell Method,Backfill Mechanics,One-step Stope草楼铁矿现生产能力300万t/a,其中0~19线主采区生产规模为矿石200万t/a,图1为草楼铁矿主采区典型区域的采充现状示意图。
充填体强度计算及稳定性分析1概述锡矿山南矿采空区的充填始于上世纪50年代初，当时主要是用矸石充填西部和河床下面的采空区。
然而，上世纪60~70年代初，锡矿山曾发生了三次大规模的地压活动，给矿山生产和安全带来了严重的灾害。
从这以后，锡矿山南矿的充填采矿技术研究就从未间断，先后使用了干式充填、粗颗粒水砂充填、混凝土胶结充填、全尾砂充填和尾砂胶结充填等充填方法，对于回收资源、降低地表下沉起到了重要的作用。
随着开采深度的增加，地压显现越来越明显。
通过对充填体强度和稳定性的分析，来确定更合理的参数，保证充填质量。
2充填工艺3充填体强度计算和充填体稳固性分析胶结充填体的强度设计因矿山而异,主要取决于具体的开采技术条件和充填条件。
为了使胶结充填体在技术上达到可靠,经济上得到优化,就需要合理的确定充填体的强度。
确定胶结充填体强度和稳定性是一个问题的两个方面。
锡矿山南矿属建筑物和水体下采矿,不允许地表塌陷及岩层开裂,在矿山回采过程中要保证整个矿区岩层的稳定性和二步骤矿房回采的安全。
一步骤矿壁回采胶结充填体强度大小及稳定性对二步骤矿房回采及底柱的回收至关重要,设计合理的充填体强度需要从技术、经济等方面考虑。
矿房胶结充填体的稳定性分析可为矿柱回采方案和结构参数的确定提供依据。
3.1类比法国内外部分矿山采场充填配比设计实例及充填体强度见表1。
表1 国内外部分矿山高大采场充填体配比设计类比分析锡矿山南矿一步骤采场胶结充填设计强度要达2MPa 以上,即充填灰砂比为1:8~1:12之间,才能够满足南矿采矿方法的要求。
3.2 充填体强度计算根据充填体现场调查和强度试验结果,主要分析测试配比为1:6的充填体稳定性,根据现场试验结果,取灰砂比为1:6的充填体强度参数c=0.15MPa ，φ=40°，μ=0.25，充填体容重为γ=2.5 t/m3,充填体与围岩间的内聚力与摩擦角计算时与充填体的值相同,充填体沿走向长度即矿房宽度b=8m , 采用Terzaghi 模型法和Thomas 计算法分析不同结构参数条件下充填体的受力状况。
充填体强度总结-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII不同矿山充填体强度总结北京科技大学武钢矿业有限责任公司大冶铁矿2011-5-12目录1．充填体强度影响的主要因素 (1)1.1水灰比 (1)1.2骨料粒级级配 (1)1.3 水泥标号 (2)2．提高采后充填体强度的主要措施 (3)3．国内外部分矿山充填材料类型及强度 (3)4．大冶铁矿 (5)4.1尾砂物理化学特性 (5)4.2充填体强度 (7)4.2.1 325#水泥-全尾充填体强度 (7)4.2.2 325#水泥-分级尾砂充填体强度 (7)4.2.3固结剂-分级尾砂充填体强度 (8)5．程潮铁矿 (8)5.1尾砂特性测试结果 (8)5.2普标325#硅酸盐水泥-全尾充填体强度测试 (10)6．金山店铁矿 (10)6.1尾砂特性 (10)6.2充填体强度测试 (11)6.2.1 325#硅酸盐水泥-全尾砂胶结充填体强度 (11)6.2.2 固结剂1-全尾砂胶结充填体强度 (12)6.2.3 固结剂2-全尾砂胶结充填体强度 (12)7．冬瓜山 (13)7.1尾砂特性 (13)7.2充填体强度测试 (14)7.2.1 425#水泥-全尾砂充填试块强度 (14)7.2.2新型胶结材料-全尾砂充填试块强度 (14)8．焦家金矿 (15)8.1尾砂特性 (15)8.2 425#水泥-全尾砂充填体强度 (15)9. 小结 (16)1．充填体强度影响的主要因素充填体强度的高低直接影响着矿体能否安全、持续地开采，因此对影响充填体强度因素的分析意义重大。
影响充填体强度的因素很多，一般包括有材料方面因素、制备因素、施工条件等几个方面。
所配制的胶结体强度的高低是各种因素综合作用的结果。
实践证明，充填体强度影响的主要因素有：水灰比、骨料粒级级配、水泥标号等。
1.1水灰比所谓水灰比即单位体积混凝土中水与水泥的重量比，水灰比对胶结体强度影响很大。
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６２０Ｄｅｃｅｍｂｅｒ．２０２０现 代 矿 业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６２０期２０２０年１２月第１２期 周雪亭（１９７０—），男，高级工程师，工学硕士，２４３０００安徽省马鞍山市经济技术开发区太白大道１８９９号。
露天转地下开采充填体合理强度研究周雪亭１ 苗 涛２ 孔元丽１（１．安徽马钢矿业资源集团有限公司；２．马钢集团姑山矿业公司） 摘 要 为保障矿山在露天转地下开采时既安全又经济，合理的充填体强度是关键因素之一。
以姑山铁矿露转井工程为实例，采用数值模拟的方法，揭示了井下开采中采用不同强度充填体充填空区后围岩的塑性区分布、位移和应力的响应特征，以及对露天边坡稳定性的影响情况。
通过分析可以确定姑山露天转地下开采充填体合理强度为１．６ＭＰａ左右。
关键词 露天转地下矿山 充填体强度 数值计算ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４ ６０８２．２０２０．１２．０３０ 随着露天矿开采深度的逐步增加，其开采难度越来越大，露天开采不能满足生产要求［１］。
许多矿山开始采用露天转地下开采方式，而前期矿山已形成了较高的陡峭边坡，在其下部进行大规模采矿时，地下开采与深凹露天采场形成一体，相互影响，给露天转地下开采带来一系列安全问题［２ ３］，严重威胁地下采矿的安全。
为保证安全生产，许多矿山采用充填法进行开采。
采用充填法进行开采时，充填体强度是关键因素之一，合理的充填体强度既可以保障矿山安全生产，又能实现经济效益的最大化。
为确定合理的充填体强度，许多专家运用了不同方法进行研究，如李哲等采用有限元数值模拟的方法研究了充填体强度变化对围岩及边坡应力和位移的影响［４ ５］。
本文以马钢矿业公司姑山铁矿露天转地下开采工程为对象，研究露天转地下充填法开采时充填体的合理强度。
研究采用ＦＬＡＣ３Ｄ软件进行三维数值模拟［６］，分析不同充填强度时，充填体充填空区围岩的塑性区分布、位移和应力分布规律以及露天边坡的稳定性，为矿山露天转地下开采中选择合理的充填体强度提供依据。
某矿充填体合理强度研究
李再易;尹丽冰;孙远江;龚永超;陆锦涛;周礼
【期刊名称】《采矿技术》
【年(卷),期】2024(24)1
【摘要】针对高大采场高度高和暴露面积大的特点,在保证采场安全的基础上,为降低充填成本,采用理论计算、工程类比和数值模拟相结合的方法确定充填体合理强度。
为减少爆破对充填体的破坏,采用Mathews稳定图法确定采场充填体侧帮暴
露面积,并根据成功工程实例推荐护壁厚度。
研究结果表明,当矿房高度为36 m时,充填体28 d强度从上到下分别为1.85 MPa、1.5 MPa和1.85 MPa;当矿房高度
为60 m时,充填体的强度分别为2.45 MPa、1.8 MPa、2.0 MPa、2.2 MPa和
2.45 MPa;当矿房高度为72 m时,充填体的强度分别为2.8 MPa、2.0 MPa、2.2 MPa、2.4 MPa和2.8 MPa;二步骤采场充填体强度为0.6 MPa;当炮孔孔径为165 mm时,护壁厚度为2.2~2.5 m;当炮孔孔径为120 mm时,护壁厚度为1.5~1.8 m。
【总页数】6页(P174-179)
【作者】李再易;尹丽冰;孙远江;龚永超;陆锦涛;周礼
【作者单位】新疆瑞伦矿业有限责任公司;长沙矿山研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD8
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第13卷第1,2期2005年2月黄金科学技术Gold Sc i ence and TechnologyVol.13,No.1-2Feb.,2005提高充填体强度的技术措施3田 波,李殿辉(湖北三鑫金铜股份有限公司,湖北大冶市,435100)摘 要:针对尾砂水泥胶结充填体强度如何提高的问题,总结了湖北鸡笼山金矿几点经验与建议。
关键词:关键词:充填采矿法;胶结充填体;提高充填质量中图分类号:T D853.34 文献标识码:A 文章编号:100522518(2005)01-0220051-041 矿山开发简介湖北省鸡笼山金矿位于湖北省黄石市阳新县富池镇港下村,1969年由阳新县筹建,用小露天开采北缘矿体露头,设计采选规模100t/d,1974年投产,1980后闭矿,1981年开始地下开采,设计规模200t/d,1986年投产,随着地质勘探工作的不断进展矿区储量的大幅增加,采、选规模也由建矿初期的100t/d 发展到现在的1000t/d,完全成为一座大型的金矿,但由于矿区位于良田湖泊及建构筑物之下,保护地表成为矿床开采的一个重要问题。
2 矿床开采条件及采矿方法2.1 矿床开采技术条件鸡笼山金矿以岩浆期后热液成矿为主,为中低温热液叠加矽卡岩型铜金矿床,工业矿化受岩体与三叠系大冶组碳酸盐岩石接触带控制,具有明显的带状展布特征,根据矿体赋存的控矿构造位置,可将矿体分为北、中、南三个矿带,矿体厚度1～35.6m,平均厚度6m左右。
矿体主要赋存于接触带及其附近地段,矿岩普氏硬度系数f=5.7～22.9,内聚力16.9～31.1MPa,属稳固或较稳固质量好的岩石,但是矽卡岩含软质蚀变矿物或含矿岩石为角砾岩时,矿石强度降低易破碎,局部地段不稳固。
矿体顶底板围岩主要为大理岩、花岗闪长斑岩,次为矽卡岩。
成矿受蚀裂构造控制,但成矿蚀裂构造并不发育,而且多分布于外接触带的灰岩中,规模一般较小,对矿体影响不大。
矿体以岩溶裂隙含水层充水为主,地下水主要受大气降水补给,全区岩溶率虽不高但具不均一性,浅部及接触带部位相对发育,具突泥突水的威胁,矿区西部夹溪湖水与地下水在一定范围内是互补关系,矿区内有龙口溪经过,有渗漏现象。
充填工作总结
充填工作是在工程施工中非常重要的一项工作，它涉及到土石方的处理和填充，对于工程的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
在进行充填工作时，需要严格按照施工规范和要求进行操作，以确保工程质量和安全。
在进行充填工作时，首先需要对填充材料进行选择和检验。
填充材料的选择应
符合工程设计要求，具有足够的承载能力和稳定性。
在选择填充材料后，需要进行相应的检验和试验，以确保其质量和性能符合要求。
其次，在进行充填工作时，需要严格控制填充层的厚度和均匀性。
填充层的厚
度应符合设计要求，且在填充过程中需要进行实时监测和调整，以确保填充层的厚度均匀，避免出现高低错落的情况。
另外，在进行充填工作时，需要注意填充材料的压实和固结。
填充材料的压实
度直接影响工程的稳定性和安全性，因此在进行充填工作时，需要采取相应的压实措施，确保填充材料的密实度和稳定性。
最后，在进行充填工作后，需要进行相应的验收和记录。
对于充填工作的质量
和工艺需要进行全面的验收和记录，以便后期的工程监测和维护。
总的来说，充填工作是工程施工中非常重要的一项工作，它关乎工程的稳定性
和安全性。
在进行充填工作时，需要严格按照规范和要求进行操作，确保工程质量和安全。
希望在今后的工程施工中，能够更加重视充填工作，确保工程的稳定和安全。
空场嗣后充填采矿法充填体合理强度分布规律研究充填采矿法以其高回收率,低贫化率的优点,在开采具有较高价值并且难开采的地下金属矿中会表现出明显优势。
就如何合理、高效、经济、安全地进行矿产资源开发利用,降低矿石的贫化,提高矿石的质量仍是值得关心的问题。
目前新疆哈密某铜镍矿正处于基建阶段,试验采场选在1200m中段,采矿方法为大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法。
为了保证矿柱的顺利回采和采场顶板底板的稳定性,以及对输送料浆的输送特性能够满足该矿的充填输送要求。
为此本文开展了该铜镍矿充填体室内试验和充填体合理强度的研究。
该铜镍矿采空区采用嗣后分级尾砂胶结充填,为此本文进行了分级尾砂的相关试验,包括比重,容重,孔隙率,粒径,化学成分的测定和塌落度,充填体配比试验,得到了不同配比情况下,质量浓度和塌落度的曲线关系。
通过对该铜镍矿不同配比下的尾砂胶结充填体的物理力学试验,得到了在不同的充填体集料,质量浓度,灰砂配比以及充填体养护龄期下的曲线关系和不同配比下的充填体的单轴抗压强度,抗拉强度和物理力学参数。
在充填体灰砂配比试验研究中,在灰砂比相同的情况下,塌落度随着质量浓度的增大而降低。
随着料浆浓度的提高强度增大,水泥添加量较少时,浓度对强度影响明显减小,随着龄期增长强度增大,随着水泥添加量的增大充填体强度增加。
本文结合实际情况采用了3种方案,即在不同高度上采用了不同配比的充填体,以期得到充填体在垂直高度上的合理强度。
为了计算分析采场的稳定性和充填体的合理强度,本文主要采用三维快速拉格朗日法(FLAC3d)进行模拟运算分析,在一步骤回采过程中,顶板,底板和矿柱是安全的,在二步骤回采和充填中,方案1和2充填体中间局部有较大的拉应力,出现塑性区,易失稳。
方案3则较为合理,充填体在充填体在垂直高度上的五个阶段的强度均达到了实验室抗拉和抗压试验结果。
最终根据模拟分析的结果为矿山在1200m中段的充填体输送提供合理的参数。
充填体强度总结矿山充填体强度总结北京科技大学武钢矿业有限责任公司大冶铁矿xx-5-12目录1、充填体强度影响的主要因素11、1水灰比11、2骨料粒级级配11、3 水泥标号22、提高采后充填体强度的主要措施23、国内外部分矿山充填材料类型及强度34、大冶铁矿44、1尾砂物理化学特性44、2充填体强度54、2、1325#水泥-全尾充填体强度54、2、2325#水泥-分级尾砂充填体强度64、2、3固结剂-分级尾砂充填体强度75、程潮铁矿75、1尾砂特性测试结果75、2普标325#硅酸盐水泥-全尾充填体强度测试86、金山店铁矿96、1尾砂特性96、2充填体强度测试106、2、1325#硅酸盐水泥-全尾砂胶结充填体强度106、2、2 固结剂1-全尾砂胶结充填体强度116、2、3 固结剂2-全尾砂胶结充填体强度117、冬瓜山117、1尾砂特性117、2充填体强度测试127、2、1425#水泥-全尾砂充填试块强度127、2、2新型胶结材料-全尾砂充填试块强度128、焦家金矿138、1尾砂特性138、2425#水泥-全尾砂充填体强度139、小结141、充填体强度影响的主要因素充填体强度的高低直接影响着矿体能否安全、持续地开采，因此对影响充填体强度因素的分析意义重大。
影响充填体强度的因素很多，一般包括有材料方面因素、制备因素、施工条件等几个方面。
所配制的胶结体强度的高低是各种因素综合作用的结果。
实践证明，充填体强度影响的主要因素有：水灰比、骨料粒级级配、水泥标号等。
1、1水灰比所谓水灰比即单位体积混凝土中水与水泥的重量比，水灰比对胶结体强度影响很大。
充填体强度随水泥含量的增加而增加。
水泥添加量少时，水泥含量对强度影响不大；当水泥添加量大时，充填体强度才随水泥含量增加而急剧增加。
相反如果水量增加时，充填料在充填过程中将会出现严重的离析现象，充填体中将出现胶结好与坏的分层现象，从而导致其强度大大降低。
因此合理的水灰比应满足强度和流动性的要求，也就是说水灰比不可无限度地降低，在实际充填时必须满足砂浆输送浓度的要求。
充填体强度总结范文静强度与充填体的重要性有着密切关系。
充填体通常是由土壤、砂石和水泥等材料组成的，其静强度取决于这些组分材料的特性。
土壤的性质对充填体的强度具有重要影响。
不同类型的土壤具有不同的物理化学性质，其颗粒粒径大小、形状、颗粒间摩擦特性等都会影响充填体的强度。
砂石的选择和比例配比也对充填体的强度有重要影响，因为砂石的粒径分布和颗粒间连接性能会影响充填体的稳定性。
水泥的添加能够提高充填体的强度，因为水泥的硬化过程能够增强充填体的键结力和抗压能力。
充填体的动强度是从充填体的变形和应力分布角度来考察的。
充填体在填充过程中会产生压缩、抗剪和抗挤压等应力状态，这些应力状态会引起充填体的体积变形和力学性能变化。
充填体的变形特性是研究充填体强度的重要内容之一、充填体的变形特性与其孔隙结构和应力状态有关。
研究表明，充填体的孔隙结构对其变形特性具有重要影响。
孔隙结构越复杂、孔隙率越大，充填体的变形和强度变化越显著。
了解充填体的变形特性可以帮助工程师设计合理的工程施工方案，提高工程的稳定性。
除了上述的静强度和动强度之外，充填体还与环境因素和外界条件有关。
温度、湿度、水分和化学物质等因素对充填体的强度和稳定性有重要影响。
温度对充填体的强度产生影响是因为温度变化会引起材料的膨胀和收缩，从而改变充填体的体积和力学性能。
湿度和水分对充填体的强度产生影响是因为水分的存在能够改变充填体的颗粒间摩擦和连接性能，进而影响充填体的稳定性。
化学物质如盐类、酸碱物质等会与充填体的组成材料发生反应，导致材料结构疏松、溶解和腐蚀等现象，从而减弱充填体的强度和稳定性。
在实际工程中，为了评价充填体的强度，可以采用不同的试验和测试方法。
常用的试验方法包括压密试验、剪切试验、抗挤压试验和抗渗试验等。
这些试验可以帮助工程师了解充填体在不同应力状态下的性能变化，从而为工程设计和施工提供依据。
此外，还可以通过现场观测和监测的方法来评估充填体的强度和变形情况。
矿渣胶结材料充填体强度确定及配比优化谷岩;南世卿;李富平【摘要】为了降低充填成本,从分析高阶段嗣后充填充填体的力学作用机理入手,采用经验公式,计算了充填体暴露高度与强度的关系,得出充填料浆配比设计依据.而后,以超细全尾砂和自行研发的矿渣胶结材料制备充填料浆,采用正交设计与极差分析,研究了料浆与各个影响因素的关系,确定了各个因素的权重,得出了最佳的充填配比.研究结果表明:高阶段嗣后充填充填体在暴露高度95 m时所需强度为2.9 MPa,100 m时所需强度为3.1 MPa;采用灰砂比1∶5、浓度72％的料浆作为胶结面,采用灰砂比1∶10、浓度72％的料浆充填矿房,完全满足采场稳定性的要求.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P10-14)【关键词】矿渣胶结材料;强度;稳定性;回归分析【作者】谷岩;南世卿;李富平【作者单位】河北联合大学矿业工程学院,河北唐山063009;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山063009;河北钢铁集团矿山设计有限公司,河北唐山063701;河北联合大学矿业工程学院,河北唐山063009;河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TD853.34+3自上世纪60—70年代，尾砂胶结充填采矿技术开始在我国推广应用，随着该技术的发展，国内的采矿工作者在充填料的性质、充填体的稳定性及胶结充填体与围岩的作用机理、充填胶结剂和充填设备等方面开展了深入研究，并取得了显著成果[1-3]。
胶结充填采矿法被国内矿山广泛采用。
但是，充填采矿法成本较高，以铁矿山为例，1 t矿石的充填成本约为20元左右。
主要原因有两个方面：一是和国外相比我国矿山胶结充填所采用的灰砂比较高，一般为1∶4、1∶8；二是普遍采用水泥作为胶结剂，水泥价格逐年上涨。
由于国内充填设备性能的限制，降低灰砂比基本不大现实。
因此，参照芬兰奥托昆普公司的维汉蒂矿、加拿大Louvicourt矿[4-5]等，我国矿山企业也尝试通过研发低成本的胶结剂代替水泥来降低充填成本。
不同矿山充填体强度总结北京科技大学武钢矿业有限责任公司大冶铁矿2011-5-12目录1．充填体强度影响的主要因素 (1)1.1水灰比 (1)1.2骨料粒级级配 (1)1.3 水泥标号 (2)2．提高采后充填体强度的主要措施 (2)3．国内外部分矿山充填材料类型及强度 (3)4．大冶铁矿 (4)4.1尾砂物理化学特性 (4)4.2充填体强度 (5)4.2.1 325#水泥-全尾充填体强度 (5)4.2.2 325#水泥-分级尾砂充填体强度 (6)4.2.3固结剂-分级尾砂充填体强度 (7)5．程潮铁矿 (7)5.1尾砂特性测试结果 (7)5.2普标325#硅酸盐水泥-全尾充填体强度测试 (8)6．金山店铁矿 (9)6.1尾砂特性 (9)6.2充填体强度测试 (10)6.2.1 325#硅酸盐水泥-全尾砂胶结充填体强度 (10)6.2.2 固结剂1-全尾砂胶结充填体强度 (11)6.2.3 固结剂2-全尾砂胶结充填体强度 (11)7．冬瓜山 (11)7.1尾砂特性 (11)7.2充填体强度测试 (12)7.2.1 425#水泥-全尾砂充填试块强度 (12)7.2.2新型胶结材料-全尾砂充填试块强度 (12)8．焦家金矿 (13)8.1尾砂特性 (13)8.2 425#水泥-全尾砂充填体强度 (13)9. 小结 (14)1．充填体强度影响的主要因素充填体强度的高低直接影响着矿体能否安全、持续地开采，因此对影响充填体强度因素的分析意义重大。
影响充填体强度的因素很多，一般包括有材料方面因素、制备因素、施工条件等几个方面。
所配制的胶结体强度的高低是各种因素综合作用的结果。
实践证明，充填体强度影响的主要因素有：水灰比、骨料粒级级配、水泥标号等。
1.1水灰比所谓水灰比即单位体积混凝土中水与水泥的重量比，水灰比对胶结体强度影响很大。
充填体强度随水泥含量的增加而增加。
水泥添加量少时，水泥含量对强度影响不大；当水泥添加量大时，充填体强度才随水泥含量增加而急剧增加。
充填体强度总结不同矿山充填体强度总结北京科技大学武钢矿业有限责任公司大冶铁矿2011-5-12目录1．充填体强度影响的主要因素 (1)1.1水灰比 (1)1.2骨料粒级级配 (1)1.3 水泥标号 (2)2．提高采后充填体强度的主要措施 (3)3．国内外部分矿山充填材料类型及强度 (3)4．大冶铁矿 (5)4.1尾砂物理化学特性 (5)4.2充填体强度 (7)4.2.1 325#水泥-全尾充填体强度 (7)4.2.2 325#水泥-分级尾砂充填体强度 (7)4.2.3固结剂-分级尾砂充填体强度 (8)5．程潮铁矿 (8)5.1尾砂特性测试结果 (8)5.2普标325#硅酸盐水泥-全尾充填体强度测试 (10)6．金山店铁矿 (10)6.1尾砂特性 (10)6.2充填体强度测试 (11)6.2.1 325#硅酸盐水泥-全尾砂胶结充填体强度 (11)6.2.2 固结剂1-全尾砂胶结充填体强度 (12)6.2.3 固结剂2-全尾砂胶结充填体强度 (12)7．冬瓜山 (13)7.1尾砂特性 (13)7.2充填体强度测试 (14)7.2.1 425#水泥-全尾砂充填试块强度 (14)7.2.2新型胶结材料-全尾砂充填试块强度 (14)8．焦家金矿 (15)8.1尾砂特性 (15)8.2 425#水泥-全尾砂充填体强度 (15)9. 小结 (16)1．充填体强度影响的主要因素充填体强度的高低直接影响着矿体能否安全、持续地开采，因此对影响充填体强度因素的分析意义重大。
影响充填体强度的因素很多，一般包括有材料方面因素、制备因素、施工条件等几个方面。
所配制的胶结体强度的高低是各种因素综合作用的结果。
实践证明，充填体强度影响的主要因素有：水灰比、骨料粒级级配、水泥标号等。
1.1水灰比所谓水灰比即单位体积混凝土中水与水泥的重量比，水灰比对胶结体强度影响很大。
充填体强度随水泥含量的增加而增加。
水泥添加量少时，水泥含量对强度影响不大；当水泥添加量大时，充填体强度才随水泥含量增加而急剧增加。
相反如果水量增加时，充填料在充填过程中将会出现严重的离析现象，充填体中将出现胶结好与坏的分层现象，从而导致其强度大大降低。
因此合理的水灰比应满足强度和流动性的要求，也就是说水灰比不可无限度地降低，在实际充填时必须满足砂浆输送浓度的要求。
目前，管道输送砂浆浓度在65%~72%之间，水灰比在2～10以内变化。
大量资料表明，充填体的强度随砂浆浓度增加而增大，即水灰比减小而强度增大。
实践证明，砂浆由65%提高到70%时，充填体强度提高25% ~35%。
1.2骨料粒级级配骨料是胶结充填体的基本部分，骨料级配及质量不仅对胶结料的和易性有很大影响，而且对强度影响也很大。
级配优良、骨料均匀系数合理、质地坚硬的骨料能增长胶结体的密实性和强度。
一般来说粗骨料在骨料中的比例应达到60% ~70%，且粗骨料富有棱角、表面粗糙时，与水泥浆的黏性就大，强度就高；反之亦然。
细骨料应达到30%~40%，细骨料能改善砂浆的输送性能，可防止离析现象的发生，最重要的是能充填到粗骨料之间的空隙中，增大胶结强度。
例如，新桥全尾胶结充填尾砂矿粒较细，0.05mm 以下颗粒占65%以上，中值粒径(粒级组成曲线上累积含量50%时对应的颗粒粒径)仅为0.029mm ，渗透系数小(1.62x10-4)，粘性大，不利于充填体脱水和快速硬化，必然影响胶结充填体强度。
粘性较大的新鲜全尾矿堆放过程中随着水分的逐渐蒸发，在压力作用下容易结块粘结成团，且堆放时间过长易结块，均不利于储存和输送，为此新桥矿通过调整全尾矿储存和输送的方式，降低堆放高度，增加了打散、破碎装置，采用尾矿活化运输等方式保证下料顺利生产的正常运行，粘性物料可以通过综合工程技术手段，解决易粘结成团，不易输送和搅拌的难题。
需尾矿粒级组成比较均匀，不均匀系数6010/d d 数(粒级组成曲线上累积含量60%时，对应的颗粒粒径与累积含量10%的对应颗粒粒径之比)较小，属均匀的粘土类，制浆时易于混合，便于管道输送，充入采场后，有利于减少水泥的离析。
1.3 水泥标号根据经验公式： 28(/)C R AR C W B =-式中：28R -胶结体在标准条件下养护28 d 的抗压强度，kg/cm 2；C R -水泥标号；A-试验系数，一般取0. 4~4. 5；B-试验系数，一般取为0. 5；C/W-灰水比。
从式中可以看出，胶结体强度随水泥标号的增加而增加。
因此在实际生产中采用高标号水泥对其提高强度很有益处。
而实践证明，用高标号水泥比低标号水泥其技术经济效益更好。
此外，充填体养护时间、环境温度、水质、制备、充填方式等都对充填体强度有一定的影响。
因此在实际生产中，必须加强管理，综合分析各因素对强度带来的影响。
2．提高采后充填体强度的主要措施为了使充填体的强度达到预定要求，通常采用增加水泥用量的办法。
但增加水泥用量会使采矿成本明显增加，因此仅仅通过增加水泥用量来达到提高充填体的承载能力的办法是不可取的。
合理的办法应该综合考虑影响充填体强度的诸因素，选择适当的参数值。
(1)提高分级尾砂质量浓度；(2)在充填体浇灌两周内脱干其内部多余水，充填体强度不会有明显的下降；(3)加强胶结充填采场通风，由于采场充填水泥用量较大，故散热多，胶结充填体在正常通风散热的情况下，可保证其充填体强度。
(4)在尾砂胶结充填过程中适当添加絮凝剂，这样不但可以减少尾砂在充填过程中沉淀，而出现的堵管事故，同时可以最大限度地减小采场充填体的分层离析现象。
(5)可以借鉴建筑工业中捣固混凝土一样，借助振动器搅拌充填料，这样可以明显提高充填体强度。
一般情况下充填料浆充到井下后，在脱水的工艺过程中，由于少部分细粒水泥浆流失，采场充填体平均强度比实验室测得的强度低30%左右。
若考虑到搅拌不充分、浓度偏低等因素，采场充填体强度比试验设计值更低。
3．国内外部分矿山充填材料类型及强度表3.1 国内外部分矿山高大采场充填体配比设计表3.2 国内外部分胶结充填矿山充填体力学参数4．大冶铁矿4.1尾砂物理化学特性粒径目与毫米的换算见表4.1，通过湿筛分级法测得大冶铁矿尾砂的粒级组成如下表4.2。
表4.1 粒径目与毫米的换算目毫米目毫米目毫米目毫米2.5 8.00 12 1.40 60 0.250 270 0.0533 6.70 14 1.18 65 0.212 325 0.0454 4.75 16 1.00 80 0.180 400 0.0385 4.00 20 0.85 100 0.150 500 0.0316 3.35 24 0.71 115 0.125 600 0.025表4.2 尾砂的粒级组成图4.1 尾砂粒径累计分布曲线根据测试结果得出全尾砂和分级尾砂的粒径累计分布曲线如图4.1。
从粒径μ，分级尾砂的中值粒径d50分布图中可看出，全尾砂的中值粒径d50约为25m约为106mμ。
4.2充填体强度4.2.1 325#水泥-全尾充填体强度表4.3 全尾砂胶结充填体单轴抗压强度(325#水泥)4.2.2 325#水泥-分级尾砂充填体强度表4.4 分级尾砂胶结充填体单轴抗压强度(325#水泥)4.2.3固结剂-分级尾砂充填体强度表4.5 固结剂分级尾砂胶结充填试件单轴抗压强度5．程潮铁矿5.1尾砂特性测试结果表5.1 程潮尾矿粒径累计分布表27.63 3.95 48.86 900.00 0.15 100.00 33.544.0352.89从粒径分布图5.1中可看出，D 10=5.22m μ，D 50=29.79m μ，D 90=169.48m μ，D 97=278.21m μ，D av =60.65m μ。
全尾砂的中值粒径D 50为29.79m μ，按尾砂粒径分布分类，全尾砂-29.79m μ的细颗粒含量约占50%。
图5.1 实验过程中程潮尾矿粒径累计分布曲线(1)表5.2 选铁尾矿粒度筛析结果粒级(m μ) 产率(%) 品位(%)回收率(%) 个别 负累积 Fe S Fe S >154 38.11 100.00 7.50 4.46 27.66 24.03 100< <154 13.21 61.89 11.08 9.20 14.15 17.19 76< <100 6.00 48.68 11.82 9.69 6.86 8.22 <76 42.68 42.68 12.44 8.38 51.33 50.56 ∑100.00/10.347.07100.00100.00图5.2 矿山上尾矿粒径累计分布曲线由图2.4可以看出，粒径小于76μm约占70%，粒径76～100μm约占8%，100~154μm约占7%，大于154μm约占15%。
而矿山提供给我们的粒径分布则是小于76μm约占42.68%，粒径76~100μm约占6%，100～154μm约占13.21%，大于154μm约占38.11%。
从对比可以看出实验室用的尾砂要细一些。
5.2普标325#硅酸盐水泥-全尾充填体强度测试表5.3全尾砂胶结充填单轴抗压强度(普通标号325#硅酸盐水泥)6．金山店铁矿6.1尾砂特性表6.1 金山店尾矿粒径累计分布表3.98 2.254.83 60.00 3.77 66.86 4.83 3.44 8.27 72.04 4.03 70.895.86 5.35 13.62 88.42 4.29 75.18 7.116.64 20.26 107.33 4.21 79.398.64 6.58 26.84 130.29 3.81 83.20 10.48 5.15 31.99 158.17 3.46 86.66 12.73 3.93 35.92 192.00 3.92 90.58 15.45 3.70 39.62 233.07 4.24 94.82 18.75 3.83 43.45 282.93 3.58 98.40 22.76 4.03 47.48 300.00 1.60 100.00 27.634.1051.58图6.1 金山店尾矿粒径累计分布曲线从粒径分布图6.1中可看出，D 10=5.22m μ，D 50=26.79m μ，D 90=181.48m μ，D 97=258.21m μ，D av =60.65m μ。
全尾砂的中值粒径D 50为26.79m μ，按尾砂粒径分布分类，全尾砂-26.79m μ的细颗粒含量约占50%。
6.2充填体强度测试6.2.1 325#硅酸盐水泥-全尾砂胶结充填体强度表6.2全尾砂胶结充填单轴抗压强度(325#硅酸盐水泥作为胶结剂)灰砂比龄期不同料浆浓度试件的单轴抗压强度(MPa)60%65% 68% 70% 75% 1：43d 0.34 0.96 1.45 2.09 2.27 7d1.573.464.184.744.896.2.2 固结剂1-全尾砂胶结充填体强度表6.3固结剂1的单轴抗压强度6.2.3 固结剂2-全尾砂胶结充填体强度表6.4 固结剂2的单轴抗压强度7．冬瓜山7.1尾砂特性冬瓜山铜矿磨矿和选矿工艺的特点从某种程度上决定了尾砂的某些物理化学性质，其充填用全尾砂粒度非常小。
