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深部二步矿体回采稳定性是金属矿山采用上向水平分层胶结充填法开采时遇到的主要难题。深部回采过程中,二步矿体上部荷载较浅部回采时明显增大,下部失去竖向支撑,与两侧胶结充填体产生滑动,此时,二步矿体处于双向受力状态,在预留顶柱和两侧胶结充填体的作用下,依靠其自身承载力保持稳定,存在竖向整体失稳风险。 现以新城金矿深部二步矿体为研究对象,在深入了解矿区工程地质条件、深部初始地应力场分布规律和现有上向水平分层胶结充填法回采工艺的基础上,分析其回采过程稳定性及破坏规律。 通过分析充填体-围岩相互作用的影响因素,结合新城金矿充填工艺及技术参数,阐述了矿体回采过程中胶结充填体-围岩相互作用方式。 针对胶结充填体固结沉降对二步矿体的竖向附加作用,建立胶结充填体-二步矿体作用模型进行理论分析,获得胶结充填体附加作用规律解答,并讨论其对二步矿体稳定性的影响。 针对深部初始地应力场分布可能存在的两种情况,分别建立两端固支梁模型,对二步矿体进行受力分析。根据分析结果及矿区深部初始地应力场分布规律,判断新城金矿二步矿体回采过程中可能的破坏形式。 采用FLAC3D数值模拟软件,对矿体回采过程进行动态模拟,讨论一步回采活动、胶结充填体对二步矿体稳定性的影响,二步矿体回采过程中稳定性变化及破坏规律。 通过以上研究,初步明确了胶结充填体固结沉降产生的竖向附加作用规律,胶结充填体对二步矿体稳定性影响,二步矿体回采过程中的破坏形式及规律,为相似条件下的二步矿体安全回采提供有益的参考。