胶结充填在铁山矿的应用

铁山矿是金岭铁矿三个重要铁矿石生产基地之一。在铁矿石回采过程中形成大量空区。铁山矿原采空区采用废石干充。由于掘进废石的减少,采用胶结充填等方式对采空区进行治理。由于采空区形成的时间过长,部分矿柱塌落或回采,空区充填的难度大。为了能实现用尾砂胶结充填的方式对采空区进行治理,想出各种办法解决胶结充填中出现的问题,诸如密闭墙设计和滤排水以及料浆配制充填控制等。实现了高效率的胶结充填,从而消除了采空区所带来的安全隐患。     

借助充填体回收采空区顶底柱的方法

介绍了遂昌金矿回收浅孔留矿采场空区内遗留的矿石顶、底柱,嗣后采用掘进废石干式充填采空区等处理措施,并借助充填体作为凿岩、出矿等作业平台,利用二次应力测试（光应力计）等监测手段,安全回收顶、底柱残矿,消除了安全隐患的同时,减少了地表废石堆放面积。获得一定的经济和社会效益。     

矿房采矿法的安全保障措施

用矿房采矿法开采围岩坚硬稳固的矿体时形成空区,矿房采完后此空区应当用充填料充填或者用上部采空区转放的冒落废石充填。采空区容积常达数万甚至数十万立方     

冬瓜山铜矿充填技术的发展与应用实践

针对冬瓜山铜矿尾砂粒度极细,黏性大、含硫高以及高应力、高温、高硫的充填环境,通过科研攻关,实行了全尾砂高浓度连续充填,并创新性地提出了“边壁流”概念,实现了废石不出坑。不但可以节约废石的提升运输费用、减少掘进进度受提升系统的影响、增加提升系统提升矿石能力,还可减少地表废石堆放,节约征地费用,节约充填成本。分析了尾矿特性对料浆浓度和胶结体强度的影响,介绍了絮凝剂的制备技术及要点、立式砂仓溢流澄清关键技术,总结了全尾矿高质量、连续充填的关键技术（料浆“进出平衡”、“边壁流”和充填自动化）,并指出了充填中存在的问题及改进方向。     

成果鉴定

该矿已开采30多年。截至1988年底,采空区总体积达185.2万m~3,近10多年来,采空区除部分用掘进废石回填、部分自然崩落外,尚有空区体积131万m~3,导致地压活动剧烈,大采空区上盘岩层产生移动和崩落,并波及地表,形成陷落漏斗。特别是开采17号和102号大矿体时,更令人担心,如不采取措施,势必形成更大的空区,给安全生产带来     

某金矿全尾砂充填系统工艺设计研究

为了延长尾矿库使用年限,减少井下废石外排,某矿设计以选厂尾砂和井下掘进废石作为充填料,对井下采空区进行充填。针对尾砂性质,通过配比试验确定充填料浆组成,并对供砂管路、充填工艺流程中的主要设备进行了选型,为矿山建设全废料混凝土泵送充填系统提供了参考依据。     

废石-棒磨砂混合骨料胶结充填体强度试验

针对金川矿山采用棒磨砂充填法采矿存在充填骨料成本高且供应不足等问题,提出在棒磨砂中掺入破碎废石的充填采矿方案。通过混合骨料的胶结充填体强度试验,研究废石掺量、胶砂比及料浆浓度对充填体强度的影响规律。试验结果表明:胶砂比和料浆质量浓度是影响胶结充填体强度的主要因素;废石掺量对胶结充填体强度也产生影响,随着废石掺量的增加,充填体强度呈下降趋势。在金川矿山充填采矿技术条件下,当料浆质量浓度为82%,胶砂比为1∶4时,30%的废石掺量胶结充填体3d和7d强度分别达到3.6MPa和6.81 MPa,满足金川矿山安全采矿要求。     

煤矿长壁开采充填方法的选择

近年来,波兰采矿工业已特别重视环境保护问题.废石的排放意味着矿山要投入资金和提供运作费用.在过去的10年内,井下废石的排放和利用废石作井下空区充填材料或崩落区顶板冒落岩石的注浆加固已成为关注的焦点.波兰煤炭工业已开发了一些新的开采方法,特别是针对厚煤层的开采、井下空区的充填和井下废石的排放问题.波兰煤矿从早期的堆石垛和水力或风力输送破碎的岩石充填,演变到当今的加粉煤灰和烟道气体脱硫副产品的水力输送浓稠胶结充填.利用粉煤灰、尾矿、粘结剂和水的混合物对崩落区冒落岩石进行注浆加固已对波兰煤矿的开采实践产生了重大影响,文章同时还论述了顶板支护保护新采区和已关闭煤矿地表的发展状况.     

某矿山尾砂及废石胶结充填试验

为提高安全环保水平和矿石回采率,某矿山拟采用嗣后充填进行采空区治理和部分矿柱回收。根据矿山的环境特点,分别进行了尾砂胶结充填试验及掘进废石胶结充填试验。通过对理化特性检测和水泥胶结充填料的力学性能试验研究,确定了适合矿山的胶结充填参数。结果表明,在尾砂胶结充填料浆浓度为62%～68%,灰砂比为(1∶4)～(1∶8)时,能满足自流输送要求,28 d单轴抗压强度满足矿山充填体强度要求;矿山废石混合样制成的充填体强度高于单类废石样制成的充填体。矿山采用尾砂及掘进废石胶结充填采空区,回采部分损失的矿柱,进而提高回采率是可行性的。     

煤灰在基德克里克矿的应用

基德克里克矿是一个年产量达450万 t 的多金属矿山,采用两条竖井开拓,分段空场法事后废石胶结充填.1~#竖井深930m,回采浅部露天坑底以下至792m 水平的矿石,垂直走向布置矿房矿柱的分段空场法,矿房一般宽18m,长22～65m,高90～135m.间柱通常宽24m,顶底柱高30m,矿柱的回采一般是在矿房充填养护三个月之后进行的。2~#竖井深1530m,回采更深部矿石,采用从中央向两翼、由上盘到下盘推进,连续后退式回采,不留间柱.典型的采场宽15m,长30m,高60m,采后废石快速充填,相邻采场的回采,在充填体养护三个星期后进行.矿石年需废石胶结充填料250万 t,胶结料与骨料之比为1:20,年需水泥量12.5万 t,要求充填体在养生28天后抗压强度达到7MPa,以便在回采矿柱时能稳定地暴露高120m,长70m 的充填体。1982年,为节省水泥,在1~#井区60%的水泥用高炉渣代替;2~#井区33%的水泥被高炉渣代替。1984年后期,引入粉媒灰使用技术,进一步节约了成本,本文介绍其实验室试验及其实际中的应用.     

民采采空区的处理与应用

分析了马钢桃冲铁矿民采空区特点以及围岩冒落规律,研究并实践了在采空区周围布置采准巷道,利用废石充填采空区既作为下分层的覆盖层,又作为支撑巷道,减少地压出现。确定了废石充填无底柱束状深孔回采方案,很好地解决了被复杂空区穿插后周围残留矿体以及空区中残留矿的开采技术难题,实现了大量残矿的安全回收、延长了矿山服务年限。     

民采采空区的处理与应用

分析了马钢桃冲铁矿民采空区特点以及围岩冒落规律,研究并实践了在采空区周围布置采准巷道,利用废石充填采空区既作为下分层的覆盖层,又作为支撑巷道,减少地压出现。确定了废石充填无底柱束状深孔回采方案,很好地解决了被复杂空区穿插后周围残留矿体以及空区中残留矿的开采技术难题,实现了大量残矿的安全回收、延长了矿山服务年限。     

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。     

基于板壳理论的采空区顶板稳定性分析及应用

金厂河铅锌铜多金属矿主采区矿石资源消耗过快,D采区为主要补给矿块,铅锌品位低,充填掘进工程量多,充填难度大、成本高。针对金厂河铅锌矿D采区现存问题,运用弹性理论建立板壳结构力学分析模型,研究采空区顶板经历两次冒落而趋于稳定,计算分析不同方案下的采空区顶板的初始冒落高度分别为11～38 m、26～58 m、41～87 m,后续稳定冒落高度可达1.5～2.0倍采空区跨度。同时,依据采场参数和松散体特性,分析冒落67～100 m即可自然挤压冒落拱底板。为防治地表错裂塌陷,提出及时废石充填空区挤压临时矿柱,增强矿柱支撑能力和限制空区大范围冒落。以此设计空场法、留矿柱空场法和空场适时充填不同开采方案,通过空区顶板初始冒落高度、矿柱承载数值、回收矿量对比,推荐空场适时充填方案可保证D采区安全开采。     

地下金属矿井下移动式充填系统的研究与应用

针对地下金属矿山复杂破碎矿体开采难度大、安全性差、井下废石多、地表充填站充填管路铺设长且施工复杂等情况,通过改进搅拌机和混凝土泵等设备,研究成功井下移动式充填系统,即采用移动式充填泵高压泵送高浓度废石充填料浆充填采空区,并把该充填系统应用在湖南宝山矿西部2号砂岩复合破碎矿体开采中。实践证明,该充填系统具有移动灵活、高压泵送、充填浓度高、充填体强度高、工作效率高、成本低、管路铺设简单等优点,实现了井下废石的就地处理和采场的安全开采。     

霍姆斯特克金矿深孔分段爆破天井掘进法的发展

80年代初期,霍姆斯特克矿已将劳动强度大的采矿法如工作面不用支护的分层充填采矿法改为垂直漏斗后退式(VCR)大量采矿法与机械化分层充填采矿法。因为前者成本高和生产力低。用VCR法回采矿房后形成的采空区可容纳霍姆斯特克矿的掘进废石,因而可进一步降低其成本。为便利于从邻近的掘进工作面直接将废石溜放到空区,发展了深孔分段爆破天井掘进法。因探孔分段爆破掘进法允许在空场上部钻凿深孔,无需开挖天井钻进硐室或购置设备的费用,故其成本低于天井钻进法。此外,深孔分段爆破法不要求从下部进入掘进工作面,因而比普通天井掘进法更为安全。霍姆斯特克矿成功地应用了两种深孔分段爆破法掘进天井,其一是用2(1/4)英寸(1英寸=25.4mm)炮孔的环形凿岩机深孔分段爆破法;其二是用6(1/2)英寸炮孔的VCR分段爆破法。     

采空区无密闭胶结充填试验

为使矿山废石充填空区充分接顶,保证空区充填密实、空区顶板不发生进一步的塌落,实现无密闭墙充填,通过对尾砂充填料浆添加铝酸钠改变浆体的流动性及乳化时间,并通过对改型后料浆进行流动性试验及现场试验,基本达到了无密闭墙尾砂浇注充填采空区接顶的目的。     

排山楼金矿采空区充填技术研究

本文根据排山楼金矿采空区稳定到亚稳定的现状,以及地表尾矿库需要保护程度的要求,提出留"L"字形保安矿柱和从地表打井分区充填采空区的综合治理方案。其中北侧空区稳定性较好,用VCR法从地表掘井后,用废石充填+碎石混凝土接顶。南侧空区目前处于亚稳定状态,采取钻孔监控下逐步充填方案,即从稳定性较好部位向稳定性较差部位依次打井充填。在充填井的施工与充填过程中,用钻孔监测空区冒落状况,建立报警系统,确保施工安全。此外,对于南侧空区,还考虑了一旦冒透地表后的散体充填黄泥的防渗处理预案。目前该方案正在实施中,其中北侧空区已用VCR法凿井42m。初步实施效果与分析表明,上述监控充填方案,能够较好地适应空区围岩的稳定状态,可使空区得到安全、经济、高效治理。     

基德克里克矿业公司废石胶结充填及其质量控制

基德克里克矿业公司的废石胶结充填量约为1万t／d。所用废石胶结充填料由不同级配的分级集料和不同配比的胶结剂混制而成。技术特性经严格控制的废石胶结充填料可用于矿柱的后继回采，并可改善岩层的被动-主动支护．在胶结剂用量相同的条件下，废石胶结充填体比标准的水砂胶结充填体的抗压强度、弹性模量、粘聚力和摩擦角要大许多．基德克里克公司设计的废石胶结充填料不仅要承受上部充填体的重力负荷，而且也要在一定程度上承受相邻采场和／或矿柱爆破时的动力负荷。基德克里克矿业公司的充填系统可在以下三个阶段控制所用材料的质量，即：1．充填料地表制备站制备；2充填料输送；3．充填料充放阶段。本文着重论述了基德克里克矿业公司各矿单一采场的充填设计和在矿柱回采中最终可能有4个帮壁都暴露出来的大型空场法采场控制充填质量的措施。     

地下矿充填工艺的发展

1961年，加伊采选公司第一座地下矿开始投产，从此加伊矿床在同一垂直面内进行露天和地下的联合开采。地下矿位干1号露天矿的北帮下部，最初是回采170～260m的规扁豆状体的矿房矿量，再进行废石充填。为使170～260m阶段采完后地下矿不停产和不中断规扁豆状矿体的采矿，乌拉尔制铜工业科学研究设计院和加伊采选公司的专家们提出了连续回采矿石和胶结充填采空区的阶段矿房采矿法方案。为了在地表制备充填料，1963年最初年设计生产能力为250000m3的1号充填系统投产。经过部分改建后，1号充填系统的年生产能力达450000m3。该系统已实际使用了27…