金属矿山露天坑尾砂胶结充填治理

以石人沟铁矿露天采坑为工程背景,采用理论分析与数值模拟联合手段,提出了利用地下三期富余的尾砂胶结充填治理露天采坑的合理方案。给出了各等级充填料浆灰砂比和浓度、充填总高度、阶段高度、分层高度、不同阶段充填料浆灰砂比等方案结构参数确定的方法与原则,制定了充填治理过程中的安全控制措施。确定了露天采空区充填料浆灰砂比为1∶8、1∶10、1∶20 3个等级,料浆浓度为70%,充填高度为80 m,阶段高度为20 m,分层高度为1.5 m;4个阶段充填料浆灰砂比为1∶8、1∶8、1∶10、1∶20。方案实施后既能消除露天采坑安全隐患问题,又能避免尾矿库建设难题,也为露天采坑的恢复治理奠定了基础。     

金厂河多金属矿尾砂胶结充填试验研究

为保障金厂河多金属矿充填系统的正常运行,亟需确定适合矿山条件的最佳充填参数。通过矿山取样和实验室试验研究,结合矿山采矿方法所需的胶结充填体强度,确定了一步骤采场充填料浆浓度为72%,底部采用分级尾砂胶结充填,灰砂比为1∶4;中上部采用全尾砂胶结充填,灰砂比为1∶6。研究成果可为确定同类矿山尾砂胶结充填参数提供参考。     

全尾砂和废石联合胶结充填体最佳配比及应用

针对红岭铅锌矿分级充填骨料来源不足、地表废石堆积污染环境的情况,提出将该矿选厂产生的全尾砂和地表废石作为充填骨料的联合胶结充填方案。分别测试了全尾砂和地表废石的物理化学性质,验证了碎石和全尾砂作为联合充填骨料的可行性。通过充填配比试验,分析了不同配比全尾砂废石充填体强度特性,得出了最佳充填配比。结果表明,充填试块的强度随灰砂比减小而减小,随养护龄期增加呈增大趋势,随充填料浆质量浓度增大而增大,最佳配比为: 胶结充填灰砂比1∶8、普通充填灰砂比1∶12,全尾砂∶废石配比4∶6,质量浓度78%。根据研究结果,在红岭铅锌矿进行了全尾砂废石充填技术工业应用,证实该技术可行。     

铜绿山矿露天坑尾砂胶结充填配比试验研究

针对露天坑亟需充填治理和尾矿库容积匮乏的问题,铜绿山矿计划采用全尾砂胶结充填露天坑的解决方案。为满足露天坑充填强度要求,在引入新型胶结充填材料的基础上,开展了粗颗粒尾砂和细粒级尾砂的充填配比试验研究。尾砂粒级分析表明,铜绿山矿现阶段尾砂粒度较细,使用砂仓尾砂和砂仓溢流水底流极细尾砂进行了多种浓度和灰砂比的充填强度交叉试验,重点研究了底流极细尾砂高浓度低灰砂比和低浓度高灰砂比2种情况下新型胶凝料的固化效果。结果表明,料浆浓度对充填强度影响更显著。基于成本控制和技术可行性,极细尾砂充填推荐高浓度低灰砂比方案:浓度66%,灰砂比1∶15,充填体强度满足充填要求。     

厂坝铅锌矿露天边坡及塌陷区恢复治理方案设计

针对厂坝铅锌矿上部边坡及露天坑底塌陷区的现状问题,通过现场调查,对塌陷区的体积进行估算,采取了尾砂胶结充填体充填塌陷区的治理方案。为了保证上部露天边坡的稳定性,采用对露天边坡充填放坡的治理方案,并对充填放坡后的边坡稳定性进行了分析。分析结果显示,充填放坡后的露天边坡安全系数1.36以上,符合规范要求。     

厂坝铅锌矿充填关键技术研究

以厂坝铅锌矿为研究对象，针对矿山开采中存在的不稳定采空区多，损失、贫化率高，通风条件差等问题。提出了采用充填采矿法的新方案，根据厂坝铅锌矿的生产现状、矿体赋存情况、矿岩稳定性等，确定采用空场嗣后胶结充填与上向水平分层胶结充填联合应用的采矿工艺，利用三维建模技术构建了采矿方法三维模型，对具体采矿工艺进行了分析论证。针对厂坝铅锌矿尾砂中超细颗粒比例较高的问题，提出了尾砂+细石的充填配比方案，并进行了充填材料配比试验，利用 MATLAB 数据分析软件建立了不同养护龄期各种配比的三维数据分析模型，最终确定了适合厂坝铅锌矿的最佳配比，即全尾砂∶细石=7∶3、各灰砂比质量浓度为 74%~78% 时充填效果最佳。经过优化研究，极大地提高了矿山的经济效益，有力地保障了矿山的安全生产。实践证明，厂坝铅锌矿采用本研究确定的采矿方法及充填材料配比在经济是合理的，技术上是可行的。     

厂坝铅锌矿充填关键技术研究

以厂坝铅锌矿为研究对象，针对矿山开采中存在的不稳定采空区多，损失、贫化率高，通风条件差等问题。提出了采用充填采矿法的新方案，根据厂坝铅锌矿的生产现状、矿体赋存情况、矿岩稳定性等，确定采用空场嗣后胶结充填与上向水平分层胶结充填联合应用的采矿工艺，利用三维建模技术构建了采矿方法三维模型，对具体采矿工艺进行了分析论证。针对厂坝铅锌矿尾砂中超细颗粒比例较高的问题，提出了尾砂+细石的充填配比方案，并进行了充填材料配比试验，利用 MATLAB 数据分析软件建立了不同养护龄期各种配比的三维数据分析模型，最终确定了适合厂坝铅锌矿的最佳配比，即全尾砂∶细石=7∶3、各灰砂比质量浓度为 74%~78% 时充填效果最佳。经过优化研究，极大地提高了矿山的经济效益，有力地保障了矿山的安全生产。实践证明，厂坝铅锌矿采用本研究确定的采矿方法及充填材料配比在经济是合理的，技术上是可行的。     

大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度试验研究

为探索大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度,结合大红山铁矿实际需求,对细粒级尾砂胶结充填材料应用及充填体强度进行试验研究。试验结果表明,采用新型胶结材料代替传统硅酸盐水泥,分级尾砂胶结充填时,灰砂比1∶10时即能满足充填采矿工艺要求;全尾砂胶结充填时,新材料胶结灰砂比1∶8的28 d抗压强度与分级尾砂水泥胶结灰砂比1∶4的28 d抗压强度相当,能有效降低充填成本,具有良好的经济效益和环保效益。     

废石尾砂胶结充填材料流动与强度性能的研究

为了解决极细全尾砂作为充填骨料制备充填料浆脱水困难、充填体强度偏低的问题,通过开展废石尾砂胶结充填试验,改善充填骨料粒级组成,研究废石掺量对充填料浆流动性能及充填体强度的影响规律。结果表明:相比较全尾砂胶结充填,掺入废石可以显著改善充填料浆的流动性能,提高充填料浆的输送浓度;在相同灰砂比和浓度情况下,废石尾砂胶结充填体强度高于全尾砂胶结充填体。因此,废石尾砂胶结充填体可以降低灰砂比,减少水泥用量,消纳地表废石。在云南金厂河矿山开展工业试验,确定了充填参数为浓度80%、灰砂比1∶8、废石掺量60%,原位取芯平均抗压强度为3.36MPa,满足采场充填体强度设计要求。     

太平山铁矿全尾砂充填系统的设计研究

针对太平山铁矿的开采条件和存在的安全隐患,提出采用充填采矿法。根据选厂尾砂特性和充填体正交配比试验结果,确定不同部位的采场采用不同灰砂比的全尾砂充填;并设计了全尾砂胶结充填系统,深锥立式砂仓浓密造浆技术简化了充填工艺流程,平均充填成本低于矿山20元/t·矿的成本控制目标,取得了良好的安全、经济、社会效益。     

采煤沉陷区地面塌陷原因及塌陷坑附近房屋居住安全分析

在经历过小煤矿开采的老矿区，塌陷坑是地表沉陷的主要形式之一，有的矿区甚至在非采动时期也会出现地面突然塌陷的情况，严重影响居民的生命财产安全。文章根据我国北方某矿区城市出现的地表塌陷事件，从煤层赋存条件、煤矿开采历史、自然条件等综合分析地面塌陷坑产生原因，并依据该区域采动情况，分析了塌陷坑附近房屋居住安全现状。     

金属矿露天坑与地下空区尾矿协同充填清洁生产

针对露天坑和地下空区诱发地质灾害、尾矿库存在溃坝风险和破坏区域环境等问题，以金属矿露天转地下开采矿山工程为研究对象，结合阶段空场嗣后充填法开采，发明了不均匀尾矿充填体制作与取样装 置，基于流体弗劳德准则，结合现场原位取样力学试验，提出了考虑尾矿充填强度不均匀特性的强度计算方法；基于测量学与系统工程理论，提出了露天坑与地下空区三维信息提取和尾矿协同充填与排水技术；运用 流体力学和有限元理论构建了一次充填高度和挡墙构筑位置参数优化三维模型，形成了高效—材料再用—低成本轻型挡墙尾矿充填封闭技术。研究成果在石人沟铁矿得到应用，建成了原矿200万t/a的铁矿床露天转地 下开采尾矿充填清洁技术工程示范，取得的主要技术指标为尾矿综合利用率达到100%、嗣后充填成本25元/t、挡墙构筑效率0.016道/(人·时)、构筑成本606元/m2。突破了露天坑与地下空区尾矿协同充填技术瓶颈， 完善了矿山尾矿处置理论与技术，实现了尾矿零排放，消除了露天坑与地下空区安全隐患，推动了冶金矿山生态文明建设，加快了资源绿色开采进程。     

复杂隐伏空区群露天坑尾砂胶结充填方案

为了解决复杂隐伏采空区群露天坑地质环境亟需治理修复与矿山尾矿库逐年容量减小、尾矿排放困难的现实难题，以大冶大红山矿为例，首先对露天坑底隐伏采空群进行综合探测，制定采空区安全治理措施；然后重点围绕露天坑尾砂充填方案和充填体强度参数进行综合论证，提出采用全尾砂胶结充填技术方案，从安全性和经济性角度综合分析，构建了露天坑不同高度范围充填体强度结构模型，为类似矿山开展复杂隐伏空区群露天坑尾矿充填生态治理提供参考。     

会东铅锌矿露天地下联合开采方案的探讨

会东铅锌矿初步设计的露天地下联合开采方案,确定地下采矿从露天坑底１９８０ｍ 水平开始,用下向分层进路胶结充填法采矿,并逐步形成厚３６ｍ 的隔离柱,但该方案已不适应该矿的实际情况。本文讨论了５种调整方案,并认为地下首采区选择在露天坑底水平以外,能扩大露天采矿范围,减少隔离柱构筑费用,且露天开采和地下开采互不制约。     

露天地下协同采矿充填方法

针对弓长岭铁矿东南区低品位铁矿床平行矿带条件、高落差开采引起的地表塌陷区控制需求,分析了用常规充填法控制地表岩移所面临的产能低与经济效益差等问题,研究了塌陷坑内散体对实体边壁的控制作用,提出了利用临界散体柱原理控制地表塌陷范围的新型充填方式;试验研究了移动散体的结拱条件,揭示了塌陷坑内散体流动的连续性,得出向塌陷坑充填废石不会发生结拱陷落危害的结论;观测分析了塌陷坑壁面的构成,揭示了两帮围岩主要沿结构弱面向塌陷坑片落或滑落的特性,据此提出了沿塌陷坑轴向、径向协同排放废石以防治边壁滑落危害的安全充填技术;此外,地下采用大结构参数无底柱分段崩落法开采,在增大开采强度的同时均衡塌陷坑散体的下降速度,形成了露天地下协同采充方法。理论分析与工业试验表明,该方法可大幅度提高采充生产效率和改善采充作业环境,为急倾斜平行矿带低品位铁矿床环保型高效开采开辟了新途径。     

矿山充填采矿法综述

介绍了充填采矿法在国内外的发展现状及其安全性高、回采率高、对地表生态环境破坏较小等一系列不可替代的优点,论述了干式充填法、水砂充填法、胶结充填法和充填法的适用条件、发展方向,提出了随着科学技术的进步,充填采矿法必将成为矿床地下开采中的最主要的采矿方法.     

复杂富水矿床安全开采综合技术研究

介绍了高阳铁矿在解决复杂富水矿床高效低成本开采技术难题时，采用多层位矿体盘区一体化分层回采胶结充填采矿法、高黏性细粒尾矿胶结充填、局部帷幕注浆封堵、岩层变形破坏监测及地压监测、大位移定向钻孔和注浆封堵井下突水等技术，将监探测方法、治水技术与矿体回采进行了系统的整合，提高了资源回收率，有效地控制顶板岩层移动，避免了地下采矿造成的地表塌陷和安全隐患，实现了矿体的安全高效开采。     

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。     

白音华3号露天矿矿坑充水因素研究

分析了白音华3号露天勘探区水文地质条件,重点分析各含水层含水性以及之间隔水层特征。结合大气降水及地下水的补、迳、排特征,得出了露天区水文地质类型和矿坑充水因素,为矿井安全生产奠定基础。     

固体废物膏体充填岩层控制的数值模拟研究

为确定充填体强度和承压水上充填开采的安全性，预测充填开采控制岩层活动的效果，结合现场地质条件，基于充填体的充填作用机理，采用数值模拟软件FLAC，研究了在上层煤未采和已采两种情况下，利用不同的充填体强度开采下层煤后的地表沉陷和顶底板弹塑性区分布，分析了充填开采时工作面矿压及顶板稳定性．研究结果表明：膏体充填开采可有效控制岩层移动，减少地表沉陷效果显著；充填体强度越高减沉效果越好，但大于1MPa后，地表沉陷变化趋缓．综合安全、经济等因素考虑，充填体强度1MPa即可保证安全开采．