O引言

    随着采矿技术的发展、大型采矿设备的引进、新型充填材料的研制成功，应用新型充填材料开采大型冶金矿山已成为采矿工作者的优先选择。

    对于应用充填法开采大型冶金矿山所必须解决的先决条件是：1)充填材料的选择及充填系统的设计；2)开采-充填过程和采场结构形式的岩石力学分析。本文分析主要是结合几座大型冶金矿山充填法开采的可行性研究设计及国内外充填开采的岩石力学分析实例，说明在不同条件下充填法开采采场结构参数的确定方法；不同采场结构尺寸在开采-充填过程中围岩的应力、变形特征及围岩-充填体的协调变形特征，并在此基础上初步分析开采顺序对采场结构尺寸选择的影响及地层稳定性分析。

1  充填法开采矿山的地质背景

制约矿山开采最关键的问题是矿山的地质条件，其中包括构造、地层结构、水文地质、工程地质以及矿区地应力场特征等诸多条件。因此，无论采用何种采矿方法，首要的就是要查明并分析矿区地质条件对采矿的影响。从几个拟采用充填法开采的矿山地质条件来看，它们有着相同或近似的地质背景，如矿体顶板为含水丰富的灰岩和大理岩，有的矿山矿体顶板含水层与地表第四系或河流具有水力联系，在这种复杂及水文地质条件下开采矿体必然存在许多问题。因此提出充填法开采以缓解该矛盾的发生。

2应用岩体分级体系确定采场结构参数

    矿体及围岩的结构组成、质量级别制约采矿开采岩体稳定性和采场结构尺寸的确定。岩体结构的划分是在各工程地质岩组的划分基础上进行的。按岩体结构的分类可以经验地评价岩体变形、强度、时间效应和动力破坏特征，并可在此基础上评价岩体的稳定性。

    岩体分级是岩体特征和实际工程经验的总结。根据岩体分级指标可以经验地确定岩体强度、岩体设计强度、指导巷道支护设计、确定采场无支护跨度、最大暴露面积、岩体崩落角以及锚喷支护设计等。分析研究中主要考虑两种岩体分级体系：即Q分类体系、CSIR分类体系，使其岩体分级参数更为全面地用于地下采矿采场结构尺寸的估计。

    基于上述岩体结构特征分类和岩体分级系统，选择某矿山的矿体围岩及矿体等进行分类与分级，并为在岩石力学分析中经验地确定采场结构尺寸提供基础，见表1。

    应用Q分类体系可以经验地选择地下工程无支护最大跨度，并可确定围岩的支护分类及方法，也可以通过Q分类值经验地确定岩体的变形参数。按表I中所列各围岩的Q分类值的最大跨度：

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