武山铜矿正在进行5000t/d的扩产技术改造,现有的采矿生产能力远不能满足设计生产能力的需要。为达到扩产后在分级尾砂胶结充填体下进行大断面安全开采,对尾砂胶结充填体的力学性质及采场结构参数进行了优化研究。通过对武山铜矿的胶结充填工艺的现场监测和实验室相似模拟,以及数值模拟分析,取消了铺设钢筋混凝土人工假底,降低了木材、钢材的消耗量,提高了工作效率,改进了原充填工艺、采矿结构,实现了分级尾砂胶结充填新工艺,减少了尾矿的排放量,保护了矿山环境。提出了充填体人工假顶作为承载层的稳定性计算、分析方法,并在理论和试验中得到验证,将回采断面从3×3m~2成功地扩大到4×5m~2,降低了生产成本,提高了采矿生产能力,从而为整个矿山大断面胶结充填采矿法的全面实施提供了技术保障,为确保武山铜矿5000t/d扩产的顺利实现奠定了试验基础。