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摘要
充填假顶作为下向进路式采场的直接顶板，其稳定是该法成功应用的关键，以充填假顶所需强度为研究对象，通过分析下向进路式采矿法典型工艺特征，确定了假顶危险力学状态，并将其简化为四边简支的厚板模型，借助厚板理论符拉索夫基本解答，分析了充填假顶拉应力分布状态，据此建立了下向进路充填假顶强度模型。通过实测大屯锡矿下向进路式采场充填体上覆压力，以最大监测结果0.35 MPa作为基础计算参数，分析确定了假顶底部极限拉应力为0.23 MPa,为保障假顶稳定，考虑1.5的安全系数，设计假顶抗拉强度0.345 MPa。采用FLAC 3D构建了3-1矿体下向进路式采场物理模型，并模拟分析了充填假顶在设计强度参数条件下服务矿体回采过程中应力分布及稳定性状态，矿体回采至最后一分层，假顶拉应力分布于0.10～0.23 MPa,最大值为0.23 MPa,与理论分析结果一致，假顶服务至分层回采结束，未出现塑性破坏。根据模型计算结果与数值模拟分析结果，推荐满足强度指标的最优配比为废石∶尾砂=8∶2,水泥添加量210 kg/m3,质量分数85%,并指导完成大屯锡矿3-1矿体下向进路式采场11万m3充填实践，假顶服务矿体回采过程中未出现失稳引发安全事故，为矿体安全回采提供了强度保障，与矿山原设计相比，模型设计强度更加合理且经济，推荐的废石+铜渣尾砂膏体配比较矿山原充填配比节约32.30元/m3,累计节约充填成本355.30万元。
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