谭玉叶，熊朝辉，宋卫东

(1.北京科技大学 土木与资源工程学院，北京 100083；2.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室, 北京 100083)

0 引言

采矿业为人类提供了赖以生存的物质基础，对国民经济持续健康发展具有重要意义。 “绿水青山就是金山银山”的发展理念对传统矿业提出了更高的要求。充填开采具有安全、高效、经济、环保等优点，是绿色开采的发展方向和必然选择。胶结充填工艺因材料来源丰富、制备过程便捷、输送系统简单、养护强度高等优势，已成为地下采空区处理及地压管理的首选方法。而充填法中的分段或阶段空场嗣后充填法因其安全、高效及自动化程度高等优点，逐渐成为地下金属矿山的首选采矿方法[1]。

胶结充填体能够作为人工矿柱起到支撑围岩、控制地压的作用，其强度大小是影响二步矿柱安全回采的关键因素。然而，高强度的胶结充填体成本高昂，为确定合理的充填体强度以降低充填成本，国内外学者围绕单一完整充填体力学特性开展了大量研究工作。通过室内试验、数值模拟及理论分析得到了不同灰砂比、尾砂级配及类型、胶凝材料等影响因素下的强度计算公式及损伤本构模型，用以指导胶结充填体强度设计[2-5]。

阶段空场嗣后充填法中，一步骤矿房充填结束后，矿柱与胶结充填体形成相互交错包裹的结构[6]；不仅如此，阶段空场嗣后充填法中单个采空区体积高达数万立方米，无法一次连续充填完毕，受多次充填及间隔时间等因素影响，最终形成的胶结充填体出现了分层结构。……