软破矿岩条件下胶结充填法转分段崩落法研究及应用

摘要

金川集团龙首矿西二采区上部中段充填采场发生失稳事故后，采矿方法由下向分层进路式胶结充填法转为无底柱分段崩落法时，面临着软破矿岩条件下覆盖层形成和采场稳定性问题。采用数值计算和现场试验等方法，对这2个关键技术问题进行了研究。数值模拟结果表明，随着崩落法首采分段回采工作的进行，采场复合顶板经历了破坏裂纹萌生、零星散块冒落、拱形批量冒落和柱塞状整体冒落等阶段，当首采分段回采结束时，顶板复合岩层冒落能够为崩落法采场提供足够厚度的覆盖层，且在崩落法采动地压下软破矿岩采场能够保持稳定。现场工业试验表明，在崩落法采场首采分段采用“阶梯式退采均匀扩展采空区+总量控制出矿”的技术方案，能够安全、高效地形成覆盖层，并通过增补“钢拱架+钢筋网+锚杆”的技术方案，解决在崩落法采动地压下维持破碎矿岩采场稳定性的问题，为无底柱分段崩落法在西二采区的扩大应用奠定了技术基础。

关键词

无底柱分段崩落法 / 胶结充填法 / 软破矿岩 / 覆盖层 / 采场稳定性 / 龙首矿

基金资助

镍钴资源综合利用国家重点实验室开放课题“破碎岩体条件下多种支护形式耦合协同作用机理研究”（编号：GZSYS-KY-2021-022）; 四川省自然科学基金（青年科学基金项目）“高地应力下裂隙岩体爆破损伤及定向致裂机理”（编号：2022NSFSC1089）; 西南科技大学博士基金项目“崩落—充填复合采场地压交互作用机理及调控方法”（编号：21zx7157）联合资助