矿冶工程

作者：路燕泽, 甘德清, 刘志义, 孙海宽

单位：1.华北理工大学 矿业工程学院, 河北 唐山 063210;2.河北钢铁集团矿业有限公司, 河北 唐山 063000;3.华北理工大学 矿产资源绿色开发与生态修复协同创新中心, 河北 唐山 063210;4.华北理工大学 河北省矿山绿色智能开采技术创新中心, 河北 唐山 063210

关键词：高阶段采场,充填体,充填开采,应力解算,强度模型,强度设计,侧压力,采场结构

基金：河北省博士研究生创新资助项目(CXZZBS2024137);河北省自然科学基金(E2024209141);国家自然科学基金(52204134)

针对河北中关铁矿高阶段采场充填体的受力特征,通过构建高阶段采场侧压力、剪切应力与垂直应力解析模型,探明采场宽度、高度及长度对充填体应力分布的影响规律,提出考虑应力分布的高阶段采场充填体强度设计模型,并通过工程应用验证模型的可靠性。结果表明：在与非胶结或低配比胶结充填体接触侧充填体底部侧压力达到最大;剪切应力呈先增大后减小的变化趋势,在充填体中部剪切应力达到最大,且受采场宽度和高度影响显著;充填体垂直应力随采场长度呈线性增长,采场长度超过45 m后暴露高度对垂直应力的影响逐渐显著;综合考虑充填体应力分布特征、围岩接触面剪切力与水平面夹角,构建了3种充填体强度设计模型,结合中关铁矿的工况条件,提出了差异化强度设计建议。现场工业试验验证了充填体强度设计模型的准确性与可靠性。

来源：2026年第2期

《矿冶工程》期刊编辑部

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