基于斷層影響下的充填體強度需求優化研究

李廣波， 盛宇航， 吳再海， 宋澤普

（1.山東黃金礦業股份有限公司， 濟南 250100； 2.山東黃金礦業科技有限公司充填工程實驗室分公司，山東 萊州 261441）

隨著金屬礦山逐漸進入深井開采，充填采礦法得到廣泛應用，充填體與礦體的變形破壞過程變得越來越復雜，研究其相互作用具有重要意義，特別是開采至斷層處存在應力釋放的風險[1-4]。當工作面向斷層推進時，斷層的構造應力與工作面超前支承壓力疊加，形成的高應力集中作用于兩側的充填體及礦體上[5-6]。目前，研究者對充填體與礦體相互作用、斷層影響下的圍巖失穩機理等開展了大量研究。吳愛祥等[7]利用Belem模型分析計算了充填體3種應力狀態下的目標強度，對比拱架效應引入前后充填體垂直應力降低比率。劉光生等[8-9]基于實際采充時序過程，考慮充填體與礦體接觸作用，提出了充填體強度要求修正解析方法，并采用FLAC3D進行驗證。還有研究者采用3種力學理論模型進行了分層膠結充填體強度需求解析計算，得到了膠結充填體強度與充填次數之間的數學模型及折減系數[10-11]；利用數值模擬、物理模型、解析公式和現場監測等方法對充填體成拱作用和應力分布進行研究[12-15]。目前的研究大多只考慮單一因素，并沒有考慮斷層對于充填體強度需求的影響，使得采場回采至上盤斷層附近，因斷層不穩固極易導致塌落[16-20]。現場施工時，經常出現2種情況，一是為保證安全偏離上盤斷層較遠，導致礦體損失；……