无废开采与井下尾矿库建设

建设井下尾矿库是实现矿山无废开采的新的途径;建设井下尾矿库可以减轻其地表存放的环境污染,避免其引发的安全隐患,降低矿山采空区危害程度;探讨了建设井下尾矿库的合理性,阐述解决废石、尾矿充填采空区与资源综合利用之间矛盾的观点,讨论了井下尾矿库储存尾矿与尾砂充填的区别.     

中关铁矿全尾砂结构流充填材料关键特性研究

中关铁矿水文地质条件复杂、矿坑涌水量大,通过地表封闭式注浆帷幕治水,采用全尾砂结构流充填采矿法开采。基于此,以室内试验为手段开展了尾砂粒度组成、自然絮凝沉降、充填试块强度及充填料浆流动性能等关键特性研究,试验结果表明:中关铁矿尾砂属于超细全尾砂,可满足结构流充填中极细颗粒含量要求,絮凝沉降最佳质量浓度为25%以下,充填试块强度90 d最高接近3 MPa,但28 d强度值低,需要进一步研发早强型新型胶结材料。     

某矿山尾砂充填骨料的选择

南方某黄金矿山,由于多年开采目前井下形成大量采空区,从而破坏了岩体的原岩应力平衡,成为影响矿山安全生产最主要的危险源,采用尾砂充填采空区是消除潜在危险源的最有效手段。但矿山自身没有可以利用的充填骨料。为了选取适合本矿山充填所需的骨料,分别对黄狮涝尾矿库尾砂和水木冲尾矿库尾砂进行基本物化特性分析,同时开展沉降及渗透性、料浆流动性及充填体强度等性能测试分析;其测试结果表明,水木冲尾矿库尾砂各项性能均优于黄师涝尾矿库尾砂,最终结合矿山实际情况选取水木冲尾矿库尾砂为矿山充填所用尾砂;并根据充填配比试验结果及结合充填料浆流动性,确定矿山最佳充填料浆参数为:料浆浓度72%、灰砂比1∶8至1∶4。     

某钨矿空场法转充填法可行性研究

江西某钨矿采用空场法回收矿石资源,存在着矿石损失贫化率大、尾砂处置成本高、井下空区体积大、尾矿库库容告急以及资源有效利用率低等一系列的问题,因此,对该钨矿空场法转充填法的必要性和可行性进行研究,并对尾砂预处理工艺、集成化制浆工艺、充填料浆制备与输送能力匹配问题、充填料浆质量保障措施及井下充填管网倍线等进行分析研究,提出适合该矿的全尾砂滤饼充填系统建设方案,该方案建设周期短、投资省,是适合中小型矿山快速应用充填采矿法的模块化制备站,解决了矿山现存问题的同时为企业创造了可观的效益。     

全尾砂胶结充填技术在悦洋银多金属矿的应用

悦洋银多金属矿在福建闽南山区贵金属矿山中首次应用了高浓度全自流银铜全尾砂胶结充填技术,料浆浓度达到70%,属福建省尾砂自流充填浓度最高的充填方法。将全尾砂浆、水泥及适量调浓水经搅拌后制成高浓度的充填料浆,通过充填管道自流输送至井下采空区进行充填。有效保证了井下安全开采,矿石回采率提高到80%以上,同时每年减少45%的尾砂排放量,年节省尾矿库费用113.6～227.2万元。     

铜录山矿帷幕注浆堵水技术

铜录山铜矿是露天与地下联合开采的大型铜矿。由于开采期间排水疏干引起地表大面积塌陷,大量地表水灌入井下,严重威胁井下生产安全。为此决定采用帷幕注浆方法以截流地下水和防止地面塌陷。帷幕注浆工程在可行性研究的基础上进行的,历时4年半。工程完工后对注浆效果进行了评价,结果表明,堵水效果达62％,减少了井下及露天坑的排水量;幕内外出现明显水位差(38m左右),幕外水位回升,控制了地面的塌陷。给矿山创造经济效益4000万元左右。     

塌陷空区治理及稳定性分析

毛坪铅锌矿在采矿活动中,地下空区发生了垮塌,导致矿区地表边坡出现多处塌陷坑及裂缝,危及了地表的安全,影响了井下矿体的回采。对山坡坍陷开展工程地质调查,并分析其成因,提出井下塌陷空区采取充填及封闭处理,对地表塌陷坑进行高、低压注浆加固固结充填体,并清理地表危岩。采用数值模拟的方法,进行了空区治理前及空区治理后的稳定性对比分析。分析结果认为矿山采用的治理方法能够保证矿山地表稳定,保障矿山深部矿体的安全开采。     

某金矿充填系统的设计方案与研究

针对某大型矿山现难以找到合适的尾矿库,采空区给下部开采带来安全隐患,矿山开采后带来地面塌陷等问题,针对该矿山工程地质条件、矿体赋存条件提出了3种适合该矿山开采的充填采矿法。另外,结合目前充填技术和该矿实际开采现状,选用全尾砂膏体充填法。矿山充填系统设计包括充填系统工艺方案、充填材料配比试验、充填设备选型等,要以矿山的实际情况具体考虑设计方案。对以上3点进行研究与设计,为类似矿山的充填系统设计提供参考。     

分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法在金山店铁矿的应用

金山店铁矿原采用无底柱分段崩落法开采,地表塌陷区范围大,保安矿柱量损失大,尾矿库库存紧张。试验采用分段凿岩阶段出矿嗣后全尾砂充填采矿法,能有效利用尾砂充填,缓解尾矿库的压力,同时为保安矿柱的回采提供了条件,提高了资源回收率,而且能解决因地表塌陷引起的环境破坏、征地和搬迁困难等问题。     

尾砂胶结充填在蔡家营锌金矿的应用

蔡家营锌金矿为了达到减少地表尾矿排放、回收矿柱、避免地表塌陷的目的,采用尾砂胶结充填法对井下采空区进行处理。使用选厂尾矿中大于27μm的部分作为充填原料。在分级尾砂中添加一定量的水泥,利用柱塞泵进行加压后,通过管路输送到井下空区进行充填。应用6年来,共计处理55万m3采空区,回收8万t矿柱矿量。结果表明,尾砂胶结充填法在矿山采空区处理方面具有很高的实用价值和推广价值。     

壁后注浆技术在尾矿库溢洪井隧道修护中的应用

针对铜街大沟尾矿库溢洪井隧道井壁出现渗漏、涌泥的现象,分析研究其渗漏的原因,提出壁后注浆堵漏防渗处理措施。通过浆液充填和胶结围岩的空洞和裂隙,在巷道的外围形成完整的注浆帷幕,有效地将地下含水层的涌水、涌泥封堵于壁后,同时还起到加固井壁的作用,避免因巷道失稳冒落而出现突发性事故,保证尾矿库安全运行。根据实际状况合理选择注浆材料、技术参数、施工工艺等,通过工程实际应用,效果显著。     

直排尾矿固化回填梅山铁矿地表塌陷坑试验研究

为了解决尾矿库库存不足和地下崩落法采矿引起的地表塌陷坑所带来的土地浪费和安全隐患问题,梅山铁矿拟将尾矿分级浓缩后添加固化剂直接向地表塌陷坑内堆存。由于地下采矿活动在继续,塌陷坑处于活跃状态,尾矿固化堆存后,会引起崩落法开采的覆盖层构成发生变化。为此,通过对覆盖层的安全结构特性和安全堆存技术进行相应的相似模拟试验研究,摸索出了尾矿固化充填塌陷坑后一些规律,对矿山工程实施具有重要意义。     

红泥坡铜矿地下开采对地表尾矿库影响的预测

为了确保地表尾矿库的稳定,采用有限差分程序FLAC3D模拟地下矿体开采对地表尾矿库的影响,计算矿体开采过程中地表及建筑物的变形量,并参照我国评判建筑物破坏等级的标准进行评判。通过模拟结果表明,岩层移动是一个自下而上传递的动态过程,地下开采对地表金智尾矿库产生的下沉变形大,为56cm,同时地表也产生了大量塑性扰动区,说明金智尾矿库处于不稳定的状态,在井下开采之前须闭库停止使用。     

绿色开采的概念与技术体系

阐述了煤矿绿色开采概念的提出、内涵及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括：保水开采，建筑物下采煤与离层注浆减沉，条带与充填开采，煤与瓦斯共采，煤巷支护与部分矸石的井下处理，煤炭地下气化等。岩层控制的关键层理论为绿色开采研究提供了一个理论平台。     

煤矿绿色开采技术的研究与实践

阐述了煤矿绿色开采的提出、概念及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭地下气化等,介绍了基于岩层控制的关键层理论开展的绿色开采技术研究与实践成果。     

梅山铁矿井下渗漏水防治技术

针对梅山铁矿井下防渗漏水对生产安全造成的隐患治理问题,在分析梅山铁矿水文地质条件及矿山开采现状的基础上,开展了井下防渗漏水综合治理技术方案研究与应用。通过现场调查分析了矿山井下渗漏水现状,研究表明地质构造、矿物成分及人为开挖活动是导致部分揭露矿岩在遇水后稳定性下降的主要原因。基于崩落法开采造成地表塌陷,分析了暴雨入渗的特征,并采用水均衡法获得暴雨日入渗率为8%,实现了井下涌水量预测。将井下渗漏水情况分为采区渗水与井筒渗水2种类型。通过综合比较分析,副井、西南井、北风井采用帷幕注浆方案。1#主井采用局部注浆方案;将巷道渗漏水现象细分为顶板淋水、底板及其墙角渗水、巷道墙体预留孔渗水、大面积巷道淋水、渗漏水和围岩中存在异常水包5类,并提出了相应的治理措施。以上方案在梅山铁矿的实施取得了显著效果。     

膏体充填条带开采技术

为了解决煤矿采空区全部充填开采成本相对偏高的问题,同时有效地控制煤矿开采地表沉陷和保证承压水上采煤的安全性,提出了煤矿膏体充填的条带开采技术,该技术以煤层顶板(关键层)、受承压水影响的底板极限垮落步距和条带煤柱留设的理论为原则,设计了膏体条带充填的充填宽度和留设宽度,并对影响条带充填体稳定的充填体尺寸、物料的配比、充填体空间的围岩岩性、地质构造和充填体侧向应力等因素进行分析。理论分析证明该技术构成的"煤层底板—充填条带—上覆岩层—主关键层"的结构体系能够有效控制地表下沉和减少底板破坏深度,达到承压水上建(构)筑下安全采煤的需求并最大程度地减少充填开采成本。     

风积砂似膏体机械化充填保水采煤技术与实践

针对榆阳煤矿垮落法开采导致萨拉乌苏组含水层破坏的严重问题,开发了风积砂似膏体机械化充填采煤技术。充填材料以风积砂为骨料,以碱激发粉煤灰为胶结剂,实验确定了配比为水砂比1∶1.3,质量浓度72%,初始流动度达到210 mm;提出料浆管路输送局部阻力损失计算方法,通过现场自流输送实验,得出单位长度弯头阻力损失为沿程阻力损失的4.26倍,确定了14.9大倍线自流输送管路内径,流量设计精度提高10%以上;采用充填站双制浆系统地下设备池模式,制浆能力达360 m3/h,运行能耗低;提出工作面充填空间整体密闭新方式,密封布消耗量仅为传统挂袋方式的40%。工业性实验表明,采空区充填率达98.5%,工作面无明显来压现象,顶板淋水量小于2 m3/d,地表最大下沉38 mm,满足保水开采要求,且与同类技术相比成本和生产效率均取得较大突破。     

矿用尾砂固结粉在铁矿山全尾砂现场充填试验研究

为了分析和评价新型充填胶凝材料尾砂固结粉(简称矿尾粉)替代水泥用于铁矿全尾砂胶结充填法采矿的可行性与性价比, 开展了矿尾粉的现场试验, 测试了不同配比和浓度条件下的矿尾粉全尾砂充填体的单轴抗压强度, 并与水泥和胶固粉胶凝材料进行了对比分析。结果表明: 矿尾粉胶凝材料强度高、成本低、性价比高, 替代水泥用于铁矿充填法采矿, 不仅能大大降低充填采矿成本, 而且还能实现铁矿全尾砂充填, 为贫铁矿床的充填法采矿奠定基础。     

地下水开采引发地表沉陷损害问题探讨

列举了国内地下水开采造成地表沉陷和损害的许多实例,并从地下水所处的地层层位、载体物性、载体厚度、抽排方式和沉陷类型入手,分析了地下水开采地表沉陷发生机理。阐明了非固结厚浅层中地下水的开采是引起地表沉陷的主导因素,而地下水强排和特殊构造地层是诱发沉陷损害的主要原因。