2.2 试验监测方案

为了研究采场开挖及充填过程对地表沉降的影响，在地表设置5个测量点，从试验开始到结束利用千分表进行全程测量，在每次开采充填试验前后记录千分表数值，待全部试验结束后每12h记录一次数据，共记录10次。监测点标号从左到右依次设为A、B、C、D和E点。针对开采矿层对上部顶板的影响作用，在模型制作中每个条带矿体正上方30mm处放置土压力盒，共计10个。从试验开始时不间断连续记录数据直至试验结束。应变片粘贴于开采条带矿体围岩上，每一监测点均以“T”字形状粘贴，便于同时监测水平与垂直方向位移。每个条带充填体待表面凝结后再以“T”字形状粘贴应变片。为充分记录废石尾砂充填结构体及矿体围岩应力变化数据，待开采、充填过程全部结束之后再进行为期5d的监测记录，确保废石尾砂交替充填采场应力平衡后再结束试验，保证数据的准确性。应变片粘贴过程如图4所示。

2.3 试验开采充填方案

开挖、充填总过程共分为12个时步，各时步之间间隔12h。因相似模型实际操作空间有限，故条带矿体开挖完毕后再进行充填作业，模拟开采与充填作业同时进行。第1时步开挖1号条带矿体，第2时步开挖2号条带矿体，第3时步开挖3号条带矿体，并在1号条带矿体位置充填废石胶结充填骨料，形成1号条带充填体；第4时步开挖4号条带矿体，并在2号条带矿体位置充填尾砂胶结充填骨料，形成2号条带充填体；以此类推，交替充填废石或尾砂胶结充填骨料。等到第10时步，开挖10号条带矿体，在8号条带矿体位置充填尾砂胶结充填骨料，形成8号条带充填体。第11时步是在9号条带矿体位置充填废石胶结充填骨料，形成9号条带充填体。第12时步是在10号条带矿体位置充填尾砂胶结充填骨料，形成10号条带充填体。整个开采充填过程至此结束。

3 相似模拟试验结果分析3.1 顶板应力演化分析

3号条带矿体顶板垂直方向的时间一应力关系如图5所示。3号条带矿体开挖卸载顶板部分应力，顶板呈现受拉状态。拉应力值随着开采充填的进行而变大，速率则随着开采的进行而减小，在3号条带矿体开采充填试验结束后的10 000 min 应力值稳定在0.12MPa附近。整个开采过程存在一些波动，这是因为在开采其他条带矿体时会对顶板围岩产生扰动，但相对于整体趋势影咱不大。

3.2 矿体应力演化分析

第1时步各条带矿体顶板的相对应力变化情况如图6所示。由图6可知：第1时步开采1号条带矿体后应力随着开采扰动应力值迅速上升，在2000到达最高值0.048 MPa，表明开挖对条带矿体顶板的应力影响是迅速且剧烈的。开采对条带矿体上部顶板的扰动达到顶点后，内部应力开始重新分布达到再平衡，经过3500s回落至0.013 MPa并保持稳定。相邻的2号条带矿体顶板也受到相同的外力干扰，但由于荷载守恒原理，1号条带矿体上部顶板部分荷载转移到2号条带矿体上部项板，经过开采扰动后顶板应力重新分布，较开采之前的应力值减少0.010 MPa。此次开挖过程对其他8个监测点无明显影响，表明开挖过程虽然对周围围岩的应力值有所影咱，但影响范围有限，且在5500。内作用结束。

第10时步各条带矿体顶板的相对应力变化情况如图7所示。由图7可知：9号条带矿体顶板在受到开采扰动后应力开始趋向于平衡，但由于相邻的9号条带矿体已被开采形成采空区，在10号条带矿体开采结束后两顶板均处于悬空状态，两处顶板的应力值趋于一致，在开采开始900a后9号、10号条带矿体顶板处于悬空状态，顶板压力转移到未采矿岩和已经回填的条带充填体，故两处顶板的压力值趋于稳定。3.3 矿山地表沉降值演化分析

本研究结合千分表监测数据绘制了5个地表监测点的时间一位移曲线，如图8所示。随着开挖推进，地表各监测点的位移值均随时间的增加面增大，

 

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二、膏体充填核心技术　

膏体配比参数的实验研究和确定，可根据充填目的，优化充填体强度参数，根据流动性能、凝固性能和强度要求，优化灰沙比。　　

采矿方法和充填工艺的可行性、充填综合成本的研究，选择合适特性的膏体充填工艺技术方案。　　　　

确定全尾砂脱水方式与装备，膏体搅拌制备方式与装备，膏体输送方式与装备，保证膏体均质和活化。　　　

确定膏体管道泵送的流变特性、临界流速、阻力损失等核心参数。　　

选择合理的控制方式，确保膏体充填系统的连续稳定工作。

膏体充填系统的调试使所有工艺设备达到设计的最佳工作状态。

三、干堆尾砂工艺流程　

四、湿排尾砂工艺流程

五、技术参数