徐 恒，王貽明，吳愛(ài)祥，李芳芳，張愛(ài)卿

（北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院，金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

基于FLAC3D的充填體下礦柱回收方案優(yōu)選*

徐 恒，王貽明，吳愛(ài)祥，李芳芳，張愛(ài)卿

（北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院，金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

頂板失穩(wěn)是威脅礦山礦柱安全回收的主要問(wèn)題，某礦山為了確保安全、高效地回收礦柱，需要在礦山選定的四種礦柱回采、充填方案中優(yōu)選出最優(yōu)采充方案。結(jié)合礦山實(shí)際，采用FLAC3D對(duì)礦柱回采方案進(jìn)行分析研究。模擬結(jié)果顯示，當(dāng)充填體強(qiáng)度為2.2MPa時(shí)，采場(chǎng)尺寸較小，采用上向分層充填法較為保守，且對(duì)于維護(hù)采場(chǎng)與充填體穩(wěn)定性并無(wú)顯著優(yōu)勢(shì)，最終選擇回采強(qiáng)度更高的淺孔留礦嗣后充填法。礦山現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，淺孔留礦嗣后充填法既保證了采場(chǎng)頂板穩(wěn)定，又有效提高了礦柱回收效率和作業(yè)安全。

FLAC3D；礦柱回收；方案優(yōu)選；穩(wěn)定性分析；淺孔留礦嗣后充填法

1 引言

采用空?qǐng)龇ㄟM(jìn)行采礦的地下金屬礦山無(wú)可避免地會(huì)遺留大量礦柱在采空區(qū)，而這些遺留礦柱造成礦山大量礦產(chǎn)資源損失［1］，為了更好地利用資源，提高礦山回收率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，有必要對(duì)之前開(kāi)采所遺留的礦柱進(jìn)行回采。但礦柱對(duì)于采場(chǎng)穩(wěn)定性具有重要作用，礦柱回采容易造成采場(chǎng)頂板冒落、圍巖片幫等一系列采場(chǎng)地壓?jiǎn)栴}，甚至于采空區(qū)垮塌，造成資源、設(shè)備損失和人員傷亡，因而研究礦山礦柱回收問(wèn)題，首先需要解決采場(chǎng)穩(wěn)定性問(wèn)題，頂板問(wèn)題又是其中的重要部分。

FLAC3D是專門進(jìn)行巖土工程數(shù)值分析的有限差分軟件，適用于絕大多數(shù)的工程力學(xué)問(wèn)題，尤其適用于材料的彈塑形分析、大變形分析、流變預(yù)測(cè)和施工過(guò)程巖土工程的數(shù)值模擬，其具有良好的前后處理功能［2］，在采場(chǎng)穩(wěn)定性研究中有著廣泛的應(yīng)用。陳雪嘯等［3］通過(guò)建立頂板力學(xué)模型，運(yùn)用FLAC3D對(duì)膏體充填開(kāi)采過(guò)程中頂板的破壞情況進(jìn)行數(shù)值模擬，以確定承壓水下膏體充填開(kāi)采的可靠性。李小雙等［4］利用FLAC3D對(duì)不同礦體厚度下深部磷礦體地下開(kāi)采過(guò)程中采場(chǎng)、圍巖的穩(wěn)定性及地壓活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究。劉武團(tuán)等［1］利用FLAC3D對(duì)超大采空區(qū)下礦柱回收的穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行模擬，分析礦柱回采對(duì)采場(chǎng)地壓的影響，以區(qū)分出可回采礦柱和留存礦柱。朱鵬瑞等［5］利用FLAC3D研究不同充填接頂率下頂板應(yīng)力與塑性區(qū)分布的情況，進(jìn)而分析接頂率與頂板穩(wěn)定性之間的關(guān)系。艾顯恒等［6］利用FLAC3D對(duì)不同厚度頂板進(jìn)行模擬計(jì)算，獲得頂板厚度對(duì)采場(chǎng)穩(wěn)定性、應(yīng)力分布以及頂板沉降量的影響規(guī)律。鄧紅衛(wèi)等［7］利用midas/gts和FLAC3D軟件對(duì)殘礦回收過(guò)程中礦柱的水平位移和最小主應(yīng)力進(jìn)行模擬分析，為殘礦回采提供了依據(jù)?？祵殏サ龋?］利用FLAC3D對(duì)礦山開(kāi)挖和支護(hù)過(guò)程進(jìn)行模擬，分析并比較了全長(zhǎng)錨固的預(yù)應(yīng)力注漿錨桿和普通注漿錨桿在控制巷道變形中的不同力學(xué)原理。

本文結(jié)合國(guó)內(nèi)某礦工程實(shí)例，根據(jù)礦山設(shè)計(jì)采用的礦柱回收方案，利用FLAC3D數(shù)值模擬手段對(duì)礦柱回收過(guò)程進(jìn)行模擬，并對(duì)不同方案下頂板穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并根據(jù)模擬結(jié)果，對(duì)礦柱回采方案進(jìn)行選擇，提出經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的礦柱回收方案，為礦山進(jìn)行礦柱回收提供新的思路和方法。

2 工程地質(zhì)概化模型

某鉛鋅礦賦存于安山質(zhì)凝灰?guī)r中，礦體走向長(zhǎng)320m，傾斜延深325m，傾向北西，傾角40～70°，礦體呈透鏡狀，中間厚兩端窄，平均厚度25m，厚度變化較穩(wěn)定，礦山當(dāng)前采用淺孔留礦法進(jìn)行開(kāi)采，采場(chǎng)垂直礦體走向布置，在礦體兩端窄小部分沿走向布置，階段高度60m，目前主要開(kāi)采820m、760m兩個(gè)中段，礦房尺寸為15m×20m×60m（長(zhǎng)×寬×高），礦柱尺寸為9m×20m×60m（長(zhǎng)×寬×高）。礦山當(dāng)前預(yù)留頂板尺寸為10～15m，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和采場(chǎng)巖性條件進(jìn)行調(diào)整。礦山實(shí)際礦柱及礦房分布示意圖如圖1所示。

圖1 礦房礦柱分布圖

由礦房、礦柱尺寸對(duì)比可知，礦柱中所存礦量約占總礦量的1/4～1/5，若礦柱無(wú)法回收，將導(dǎo)致大量礦量損失，嚴(yán)重降低礦山效益，因而，研究礦柱回收具有重要意義。由于礦山地表為草原，為了避免地面塌陷，礦山當(dāng)前采用充填法回采980m和920m兩個(gè)中段遺留礦柱，兩中段礦房空區(qū)已經(jīng)形成，埋藏深度-130～-250m，在回采礦柱時(shí)，首先一步驟充填礦房空區(qū)，之后采用上向分層充填法回采礦柱，設(shè)計(jì)分層高度分別為4m、5m及6m，充填體強(qiáng)度均為2.2MPa。其中980m中段已采用這一方案回采大半，回采效率較低，且充填工藝較復(fù)雜、成本較高。

為了提高礦山生產(chǎn)效率，提出從中段一側(cè)開(kāi)始，按照礦柱序號(hào)采用淺孔留礦嗣后充填法進(jìn)行礦柱回采，在礦柱回采前，先充填兩側(cè)礦房，再一次性回采礦柱并充填，直至將所有礦柱均回采。但其安全性及對(duì)地表塌陷的控制效果受到質(zhì)疑，因而采用數(shù)值模擬對(duì)其安全性進(jìn)行校驗(yàn)，重點(diǎn)分析、對(duì)比開(kāi)采過(guò)程頂板的穩(wěn)定性，并根據(jù)模擬結(jié)果提出較為合理的回采方案。

3 數(shù)值模擬

3.1 巖石力學(xué)參數(shù)選取

建模過(guò)程中，礦體與圍巖力學(xué)參數(shù)在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行折減，其中強(qiáng)度參數(shù)按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5007-2002》中的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行折減，即完整巖體折減系數(shù)取0.5，較完整巖體取0.2～0.5，較破碎巖體則取0.1～0.2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及礦山前期所做穩(wěn)定性分級(jí)情況，上盤(pán)圍巖屬于Ⅱ類巖石，質(zhì)量良，礦體屬于Ⅱ類巖石，質(zhì)量良，下盤(pán)圍巖屬于Ⅲ類巖石，質(zhì)量中等，則折減系數(shù)取值時(shí)上盤(pán)圍巖和礦體取系數(shù)0.5，下盤(pán)圍巖折減系數(shù)取0.3。另外彈性模量按照巖石的1/3取值［10］，折減后各力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 巖（礦）體物理力學(xué)參數(shù)

3.2 數(shù)值模擬初始模型建立

根據(jù)實(shí)際條件，結(jié)合上下中段的回采情況，利用FLAC3D軟件構(gòu)建礦山初始數(shù)值模型如圖2所示，為了使邊界條件不影響計(jì)算，按照模型尺寸取研究對(duì)象尺寸3倍的原則［9］，模型研究范圍為880m、820m、760m中段，1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)礦柱，以及4、5號(hào)礦房，礦房和礦柱分布情況同圖1，3、4號(hào)礦房之間為1號(hào)礦柱，4、5號(hào)礦房之間為2號(hào)礦柱，其余礦柱分布同理。

圖2 FLAC3D數(shù)值模擬模型

建模過(guò)程中，以垂直礦體走向?yàn)閄軸方向，沿礦體走向?yàn)閅軸方向，模型的高為Z軸方向，模型空間尺寸為292m×87m×250m（長(zhǎng)×寬×高），共劃分為140000個(gè)網(wǎng)格。模型在最大限度地反映原始地質(zhì)條件和礦體賦存條件的前提下，對(duì)模型的部分地質(zhì)條件進(jìn)行一定的假設(shè)和簡(jiǎn)化：在模型內(nèi)，將巖土層視為均勻連續(xù)介質(zhì)，并根據(jù)實(shí)際情況，將上、下盤(pán)圍巖均統(tǒng)一為安山質(zhì)凝灰?guī)r（但巖石物理力學(xué)性質(zhì)存在差異），模型在考慮自重應(yīng)力場(chǎng)的同時(shí)還需要考慮礦房的開(kāi)挖，在空區(qū)充填和礦柱回采前進(jìn)行自平衡處理。模型邊界約束條件設(shè)定如下：（1）模型左右邊界定為單約束邊界，取μ=0，ν≠0，ω≠0。（其中μ為X軸方向的位移，ν為Y軸方向的位移，ω為Z軸方向的位移）；（2）模型前后邊界定為單約束邊界，取μ≠0，ν=0，ω≠0；（3）模型底邊界定為全約束邊界，μ=0，ν=0，ω=0；（4）模型上邊界定為自由邊界，不予約束；（5）模型頂部按200m的補(bǔ)償荷載施加，約為6.08MPa；（6）數(shù)值模擬過(guò)程中采用Mohr-Coulomb本構(gòu)模型對(duì)礦體開(kāi)采過(guò)程進(jìn)行計(jì)算。

3.3 數(shù)值模擬方案

根據(jù)礦山開(kāi)采實(shí)際情況，為了簡(jiǎn)化模擬過(guò)程，由于980m中段礦柱已采用上向分層充填法回采大半，因而在模擬中設(shè)定980m中段礦柱已全部回采并充填，僅研究920m中段在礦房充填和礦柱回采過(guò)程中的模型穩(wěn)定性情況，以進(jìn)行礦柱回采方案優(yōu)選。

在模擬過(guò)程中，重點(diǎn)觀測(cè)頂板的變形、位移及破壞情況，同時(shí)分析模型的整體變形。由于開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割工作在礦房回采前已結(jié)束，且礦房回采也已完成較久，間隔時(shí)間較長(zhǎng)，礦柱與圍巖系統(tǒng)已經(jīng)形成應(yīng)力平衡，因而模擬時(shí)不考慮開(kāi)拓、采準(zhǔn)、切割以及礦房開(kāi)采對(duì)礦柱—圍巖系統(tǒng)的擾動(dòng)。分析礦柱依次回采、充填時(shí)，頂板中的最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力、垂直方向位移量和塑性區(qū)面積大小，綜合分析頂板的穩(wěn)定性問(wèn)題。

相應(yīng)的模擬方案有以下四種：

（1）方案甲：采用上向分層充填法回采，分層高度為4m；

（2）方案乙：采用上向分層充填法回采，分層高度為5m；

（3）方案丙：采用上向分層充填法回采，分層高度為6m；

（4）方案丁：采用淺孔留礦嗣后充填法回采，充填高度50m。

3.4 回采方案數(shù)值模擬結(jié)果分析

3.4.1 最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力的分布情況

從圖3～圖5可以看出，在采場(chǎng)充填結(jié)束后，隨著分層高度增大，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力積聚程度均呈增大趨勢(shì)，尤其是在礦房空區(qū)的邊角處，這一應(yīng)力積聚現(xiàn)象在嗣后充填法方案中體現(xiàn)得更為明顯，積聚區(qū)域主要出現(xiàn)在充填區(qū)域邊角和頂板、底板中，體現(xiàn)為壓應(yīng)力積聚，最大值約7MPa，均小于礦體的抗壓強(qiáng)度，即包括頂板在內(nèi)的采場(chǎng)圍巖可保持穩(wěn)定。拉應(yīng)力積聚區(qū)域主要在充填體內(nèi)，但拉應(yīng)力值均較小，綜合來(lái)說(shuō)，四種方案中充填體受拉伸破壞的危險(xiǎn)性均較低。

圖3 分層高度4 m時(shí)模型應(yīng)力分布云圖

圖4 分層高度為5 m時(shí)模型應(yīng)力分布云圖

圖5 嗣后充填法時(shí)模型應(yīng)力分布云圖

另外，根據(jù)表2、3可知，隨著分層高度增大，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力總體均呈增大趨勢(shì)，而嗣后充填法的最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力值雖然大于分層充填法，但相差不大，應(yīng)力最大值均出現(xiàn)在采空區(qū)上方頂板和下方底板區(qū)域，在充填體中，甲、乙、丙、丁四種方案應(yīng)力分布大小相近，最大主應(yīng)力主要為壓應(yīng)力，均在1MPa左右，最小主應(yīng)力值則主要為充填體內(nèi)大規(guī)模分布的拉應(yīng)力值，其值在0.17MPa左右，從充填體抗壓與抗拉強(qiáng)度可知，在四種方案中充填體均可保持穩(wěn)定。

由于礦山采場(chǎng)尺寸較小，礦房寬度15m，礦柱寬度9m，造成甲、乙、丙、丁四種開(kāi)采方案應(yīng)力分布區(qū)別不大，應(yīng)力積聚程度也不嚴(yán)重，礦巖和充填體均可以保持較好的穩(wěn)定性。

從受力方面分析，甲、乙、丙、丁四種均可滿足頂板與充填體穩(wěn)定的要求，而考慮采礦效率與礦山效益等原因，丁方案（嗣后充填法）更為適宜。

表2 不同礦柱回采下最大主應(yīng)力值

表3 不同回采方案下最小主應(yīng)力值

3.4.2 垂直方向位移量比較

分析不同方案采場(chǎng)中垂直方向上的位移量，能確定不同采充方案對(duì)采場(chǎng)的擾動(dòng)和支承情況。從圖6和表4可以看出，隨著分層高度的增大，采空區(qū)周圍礦巖及充填體內(nèi)垂直方向位移量均呈增大趨勢(shì)，主要是在頂板處為下沉，底板處為臌脹，而充填體中大部分為沉降，另外充填體內(nèi)局部區(qū)域出現(xiàn)臌脹變形，也隨方案的變化呈增大趨勢(shì)，模型變形最大值達(dá)到近20mm，出現(xiàn)在上階段（980m）充填體內(nèi)，頂板變形值隨不同方案在5～10mm的區(qū)域內(nèi)變化，根據(jù)礦山生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，這一變形值說(shuō)明采場(chǎng)頂板在采充過(guò)程中可以保持穩(wěn)定。

從頂?shù)装遄冃沃刀裕姆N方案間相差不大，其原因可能是受采場(chǎng)尺寸的影響，不能充分體現(xiàn)出采充方案的優(yōu)劣性，不過(guò)分析充填體變形情況發(fā)現(xiàn)，隨著分層高度增大，充填體內(nèi)出現(xiàn)臌脹變形的區(qū)域增大，而充填體在變形破壞時(shí)，對(duì)拉伸破壞更為敏感，則充填體變形破壞的危險(xiǎn)性越來(lái)越大，從這一方面看，嗣后充填法方案中充填體發(fā)生拉伸破壞的危險(xiǎn)性最大。

圖6 不同采充方案下模型垂直位移分布云圖

表4 不同采充方案下不同區(qū)域垂直位移最大值

3.4.3 塑性區(qū)面積比較

結(jié)合前文中不同采充方案下應(yīng)力顯現(xiàn)與垂直位移變形情況，分析其塑性區(qū)的分布，從圖7中可以看出，方案甲、乙、丙塑性區(qū)分布情況基本類似，主要集中在充填體頂部及礦房、礦柱充填體交接區(qū)域，且方案丙塑性區(qū)面積及拉伸變形區(qū)域較甲略小，分析認(rèn)為這與采充循環(huán)次數(shù)有關(guān)，分層高度越低，采充循環(huán)次數(shù)越多，相應(yīng)下分層充填體受上分層采充擾動(dòng)越大，且會(huì)明顯出現(xiàn)變形累積。

圖7 不同采充方案條件下模型塑性區(qū)分布

而從圖7（d）可以看出，采用嗣后充填法進(jìn)行采充時(shí)，塑性區(qū)明顯減少，僅在頂板結(jié)構(gòu)下方局部充填體中出現(xiàn)部分塑性區(qū)域。分析認(rèn)為，在采場(chǎng)尺寸較小，充填體強(qiáng)度滿足采場(chǎng)穩(wěn)定性要求時(shí)（即滿足采場(chǎng)承載能力要求），在空區(qū)充填后其他分層的采充擾動(dòng)也是充填體變形破壞的重要影響因素，從而造成了甲、乙、丙三種方案下充填體的大面積塑性變形。

再分析920中段頂板穩(wěn)定情況，可以從圖7中看出，在甲、乙、丙、丁四種方案頂板內(nèi)不存在塑性區(qū)，由此可判定，920中段頂板在下方礦柱回采過(guò)程中一直保持著穩(wěn)定狀態(tài)。

4 工業(yè)應(yīng)用效果

結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果，選擇應(yīng)力分布、位移大小以及塑性區(qū)面積均較為合理淺孔留礦嗣后充填法進(jìn)行礦柱回采。在礦山現(xiàn)場(chǎng)選擇3號(hào)、4號(hào)礦房及1號(hào)礦柱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性生產(chǎn)，采用位移監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行采場(chǎng)地壓監(jiān)測(cè)，主要采用YHW150型頂板位移監(jiān)測(cè)儀及振弦式傳感器，監(jiān)測(cè)對(duì)象為920中段頂板和礦房空區(qū)的充填體，主要監(jiān)測(cè)在進(jìn)行1號(hào)礦柱回采及充填過(guò)程中兩側(cè)礦房充填體以及頂板的位移并評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性，其中振弦式傳感器主要埋設(shè)在充填體內(nèi)。

經(jīng)過(guò)礦山生產(chǎn)試驗(yàn)表明，礦山采用淺孔留礦嗣后充填法是完全可行的，在1號(hào)礦房開(kāi)采與充填過(guò)程中，其頂板結(jié)構(gòu)與兩側(cè)礦房充填體位移顯現(xiàn)不明顯，與礦山目前980階段采用4m上向分層充填采礦法進(jìn)行開(kāi)采時(shí)位移顯現(xiàn)情況無(wú)明顯區(qū)別，根據(jù)礦山生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，此時(shí)頂板與充填體均可保持穩(wěn)定。

從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，相應(yīng)的結(jié)果與模擬結(jié)果基本一致，即采用淺孔留礦嗣后充填法進(jìn)行礦柱回采是完全可行的，在滿足了生產(chǎn)安全的同時(shí)也符合了礦山對(duì)于采礦效率的要求。

5 結(jié)論

（1）結(jié)合礦山實(shí)際，利用FLAC3D模擬軟件，對(duì)礦柱回收的四種方案：分層高度為4m、5m和6m的上向分層充填法，以及淺孔留礦嗣后充填法進(jìn)行優(yōu)選。模擬結(jié)果顯示，隨著一次回采高度增大，模型中最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力、垂直方向位移總體呈增大趨勢(shì)，但四種方案間區(qū)別不明顯。而塑性區(qū)域呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，采用淺孔留礦嗣后充填法時(shí)的塑性區(qū)面積最小，且塑性區(qū)在采用上向分層充填采礦法時(shí)主要分布在充填體頂部及礦房、礦柱充填體交接區(qū)域，分析認(rèn)為在采場(chǎng)尺寸較小，充填體可滿足承載要求時(shí)，塑性區(qū)分布還與開(kāi)采擾動(dòng)具有密切聯(lián)系。

（2）頂板在礦柱回采過(guò)程中始終保持穩(wěn)定，根據(jù)模擬可知，由于跨度較小，礦柱回采過(guò)程中主要是在采場(chǎng)邊角以及頂板區(qū)域產(chǎn)生壓應(yīng)力積聚，但應(yīng)力最大值均小于礦體的抗壓強(qiáng)度，而在充填體內(nèi)主要是拉應(yīng)力分布，即充填體最可能出現(xiàn)的破壞形式是拉伸破壞，在礦山充填時(shí)需要保證充填體強(qiáng)度符合要求。

（3）結(jié)合FLAC3D的模擬結(jié)果，綜合考慮礦山生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益等因素，選擇淺孔留礦嗣后充填法作為礦山的礦柱回采方案，相應(yīng)的模擬結(jié)果與礦山生產(chǎn)試驗(yàn)的情況基本符合，對(duì)于礦山礦柱回采方案選擇和采場(chǎng)穩(wěn)定性分析可以起到一定的參考作用。

［1］劉武團(tuán), 趙奎, 胡京濤, 等. 某鐵礦礦柱回采安全性研究[J]. 金屬礦山, 2014, 43(8):162-165.

［2］陳俞民, 徐鼎平. FLAC/FLAC3D基礎(chǔ)與工程實(shí)例[M]. 北京:中國(guó)水利水電出版社, 2008.

［3］陳雪嘯, 周華強(qiáng), 孔祥輝, 等. 承壓水下膏體充填開(kāi)采頂板破斷的數(shù)值模擬[J]. 煤炭技術(shù), 2011, 30(4):64-66.

［4］李小雙, 李耀基, 王孟來(lái). 磷礦地下開(kāi)采地壓規(guī)律的FLAC3D數(shù)值模擬[J]. 金屬礦山, 2013, 42(11):14-16.

［5］朱鵬瑞, 王東旭, 宋衛(wèi)東, 等. 充填接頂率對(duì)采場(chǎng)頂板穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬研究[J]. 礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā), 2015(5):39-42.

［6］艾顯恒, 謝建兵, 朱和玲. 地下礦山采場(chǎng)頂板厚度數(shù)值模擬研究[J].現(xiàn)代礦業(yè), 2009, 25(4):30-32.

［7］鄧紅衛(wèi), 郭旺, 周科平, 等. 基于FLAC3D穩(wěn)定性分析的殘礦回采方案研究[J]. 金屬礦山, 2011, 40(12):18-21.

［8］康寶偉, 王貽明, 吳粲, 等. 破碎礦巖預(yù)應(yīng)力全長(zhǎng)錨固數(shù)值分析[J].金屬礦山, 2012, 41(7):67-70.

［9］周羅中. 非膠結(jié)充填體下階段礦柱的低貧損連續(xù)回采技術(shù)[J]. 采礦技術(shù), 2006(3):209-212.

Optimization of Under Backfll Pillar Recovery Scheme Based on FLAC3D

XU Heng , WANG Yi-ming , WU Ai-xiang , LI Fang-fang , ZHANG Ai-qing
（School of Civil & Resource Engineering, Key Laboratory of High-efficient Mining and Safety of Metal Mines, Ministry of Education, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China）

Roof instability is one of the main problems that threatening safe recovery of mine pillars. In order to ensure the safe and efficient recovery of the pillars, some mines have to select the best scheme of mining and filling in four preselected methods. In this paper, combination with the reality of the mine, softwareFLAC3Dwas used to analyze those ore-pillar stoping scheme. Simulation results show that, when the strength of the filling body is 2.2 MPa, upward filling method is more conservative for undersized stopes, and with no significant advantages for maintaining the stability of the mining field and backfill. Finally, the short-hole shrinkage backfilling method with higher stoping strength is chosen to recovery ore pillars. The field test results show that the short-hole shrinkage backfilling method can ensure the stability of stope roof, as well as improve the pillar recovery efficiency and operation safety effectively.

FLAC3D；pillar recovery；scheme optimization；stability analysis；short-hole shrinkage backfilling method

TD853

A

1009-3842（2016）06-0033-07

2016-07-29

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51574013）

徐恒（1993-），男，貴州遵義人，碩士研究生，主要從事金屬礦山開(kāi)采及礦山巖石力學(xué)方面的研究。E-mail: zunyixuheng@139.com