炉渣—废石混合料水力充填试验

利用炉渣和废石制备充填料用于采空区充填在国外有很多的实践经验，而国内的应用较少。对某锑矿所开展的这方面的研究工作表明，利用炉渣和废石混合料水力充填采空区技术上可行、经济上合理，不但可以要矿成本，扩大充填料来源，而且可以做到废物利用。     

矿山充填料永磁除铁器

我矿采用上向式水平分层采矿法,利用井下掘进的废石作为充填料充填采空区。充填料的粒度为0～40mm,水砂比3:1,采用管道自流到采空区充填。     

采场充填工艺的完善

矿山废料用作为充填材料，具有以下优点：有利干控制井下废石和选厂尾砂对环境的污染；采空区充填后，改善了地下支护条件，有利于间柱的回采；在充填采空区的同时，堵塞了采场之间不必要的通道，改善了通风条件；减少了废石提升、尾砂输送以及维护提升设备和尾砂库所需的费用。采场充填工艺应使充填料满足以下要求：充填料离析率最小；充填料能够尽可能压实；在充填脱水过程中和充填后，充填料具有最小的成拱效应；充填料液化的可能性最小；充满整个采空区，减少地表沉降；具有良好的经济性。通常，每立方米井下废石的平均处理成本为1．3～…     

地下矿山无(低)废采矿技术发展与应用

阐述了矿山在生产中尽量少出废石的无（低）废采矿技术。对顺采出的废石作块石充填料充填到采空区，选厂尾矿确实为无法利用的废渣，回填或不出窿到采空区，形成一个无（低）废采矿的封闭系统。缓解废石场与耕地争地的矛盾，建立无生态危害的低度采矿系统，使我国矿业能持续发展。     

典型山谷地貌金属矿山复杂窄矿脉采空区充填系统建设

利用废石和全尾砂充填采空区是消除尾矿库和采空区安全隐患的有效途径。以某典型山谷地貌钨锡矿山为对象,开展复杂窄矿脉采空区充填系统建设研究,建成了废石不出坑充填系统和处理新老采空区的全尾砂充填系统,实现了地表废石、尾矿零排放,有效解决了新尾矿库无处选址的难题,防控了采空区地压灾害发生,为深部开采和残矿回收创造了有利条件。     

构造复杂矿床地下开采中的采空区处理问题

为了保证工人作业安全和保护矿产资源,根据控制矿山压力的各项要求,采空区的处理问题应采取综合措施解决。处理采空区的方法有:构筑隔墙隔离未充填的采空区;崩落围岩或从上部转移废石处理采空区;用胶结充填料、水砂充填料或松散充填料充填采空区;用联合法处理采空区。大多数采空区用深孔强制崩落或围岩的稳固性条件达到极限跨度时控制自然崩落进行崩落处理。近年来越来越广泛用胶结充填料充填采空区,铁矿空区的胶结充填量达20％,有色金属和稀有金属矿山为35～45％。     

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。     

废石充填采空区稳定性变化趋势分析

利用地压监测系统,对某磷矿废石充填过程中的采空区稳定性进行实时监测,并根据监测数据对采空区顶底板收敛趋势、矿柱应力变化、微震活动进行分析,分析结果与矿山现场实际一致。通过对废石充填影响采空区稳定性的量化评判,证明了在废石充填法处理采空区的过程中进行地压监测是必要的。     

小汪沟铁矿采空区冒落进程控制及监测技术研究

小汪沟铁矿井下存在大规模连续采空区,严重威胁到地表运输公路及矿山附属建筑的安全性。为解除采空区塌陷对地表道路和建筑的威胁,矿山决定向塌陷坑充填废石,以控制塌陷坑的扩展。采用FLAC3D数值模拟的方法对采空区冒透的时间进行了预测,同时对不充填废石和充填废石的塌陷坑地表位移发展分别进行了模拟研究。最后采用钻孔监测技术对采空区的冒落进程进行监测,同时对塌陷坑充填废石后的空区冒落高度变化过程进行了监测。现场实践证明,向塌陷坑内充填废石可以有效控制采空区的冒落进程。     

水平型石英脉金矿废石充填对顶板支撑作用的初探

为论证水平型石英脉金矿采用废石充填的可行性,根据水平型石英脉金矿顶板围岩稳固性和采空区垮塌特征,建立了水平型脉金矿采空区顶板的力学模型。通过对水平型石英脉金矿的废石充填对顶板围岩的支撑作用进行了分析,表明在“危险区域”中,废石充填可以有效的控制采空区顶板垮塌过程。同时为了提高废石充填接顶的有效性,采用硬质泡沫塑料填充,可实现充填废石与顶板的“整合接触”。     

废石尾砂胶结充填技术

介绍了废石尾砂胶结充填技术以其可以处理消纳井下矿坑废石、无污染,进一步实现废石不出坑胶结充填的技术优势,而被地下开采矿山广泛的接受和应用的现状,对充填技术的发展进行了总结,并着重侧重阐述了胶结充填材料研究及充填体强度影响因素研究,探讨了比较经典的充填强度理论和国外的废石尾砂胶结充填试验.     

基于响应面法的废石-细尾砂充填性能优化试验

为获得满足矿山采矿强度要求的废石-细尾砂充填最佳配比,首先根据混合骨料的堆积密实度和料浆浓度初探试验,初步获得配比范围;在此基础上利用响应面法建立了以废石-细尾砂充填体的3、7、28 d抗压强度为响应值的回归模型,揭示了骨料配比、浓度和灰砂比三因素对充填体强度的影响规律,并通过回归模型优选出充填最佳配比,进行半工业试验验证。结果表明,当充填体养护至3、7 d时,浓度和灰砂比两因素的交互作用影响显著;当充填体养护至28 d时,骨料配比与浓度的交互作用影响显著。当骨料配比1∶3、浓度82%、灰砂比1∶4时,废石-细尾砂充填性能完全满足矿山的充填需求,为废石-细尾砂混合骨料膏体充填性能优化提供了理论基础。     

会宝岭铁矿全尾砂废石复合充填体沉降试验

全尾砂废石复合充填体沉降是一个复杂的非牛顿流体与固体混合物的连续介质力学加载过程,难以通过经验估算或理论推导获得其沉降规律。为研究会宝岭铁矿全尾砂-废石复合充填体沉降问题,通过相似模型试验的方法,对不同比例（高度）全尾砂、废石组成的复合充填进行室内试验模拟。结果分析表明：复合充填体中废石所占比例与其总沉降量呈递减函数关系;复合充填体总沉降量与时间的拟合关系为递减对数关系,且拟合曲线在15 d时斜率明显减小,故在15 d后复合充填体沉降量趋于稳定,可进行顶板胶结作业;比较不同废石比例的复合充填体沉降稳定所需时间,1/2废石比例的复合充填体沉降稳定最快。     

建筑物下矸石置换条带保护煤柱开采试验研究

针对许厂煤矿面临的村庄建筑物下的压煤、条带煤柱的置换开采、井下矸石处理3个主要问题,在矸石物理力学指标测试、数值模拟研究的基础上,提出了可行的矸石置换开采建筑物下条带煤柱的方案。结果表明,在保证地表变形在Ⅰ级保护范围内前提下,通过在条采煤柱中掘充填巷,并利用井下矸石进行充填的技术手段,对条带开采后留设的煤柱进行置换开采,是一条节约资源、保护环境、提高经济效益的科学之路。     

海南岛矿山废石资源特征及综合利用研究

本文研究了海南岛主要矿山废石的资源特征和综合利用现状。结果显示:岛内黑色金属矿山排放的废石量最大,利用程度最低,废石基本被当作废弃物堆存在各大排土场;岛内有色金属矿山废石排放量较小,废石一般就地堆存在竖(斜)井硐口,被当作初级原料使用,利用程度相对较低;岛内非金属矿山废石排放量相对较多,废石主要被用作水泥配料,或碎石原料,利用程度较高。根据不同矿山废石的资源特征,提出岛内矿山废石的综合利用途径有围填海工程填充物料、建设石料、水泥配料、烧制环保砖等。     

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。     

村庄下厚煤层综合机械化矸石充填开采地表沉陷与变形分析

为解放村庄下浅埋厚煤层资源,延长矿井服务年限,同时保证地面建筑物的安全使用,需开展浅埋厚煤层综合机械化矸石充填开采控制地表沉陷变形研究。以潞安集团王庄煤矿52采区5201工作面为例,首先对该矿井矸石进行了一系列级配试验,以提高矸石充填体的充实率;然后根据综合机械化矸石充填开采工艺设计了3种充实率控制方案,同时基于等价采高开采沉陷预计分析得出3种充实率控制方案的地表移动与变形值;最后依据地面建筑物损坏等级、矸石充填量以及充填工艺等因素综合确定了最佳充实率控制方案。研究表明:该方案实施不但能确保地面建筑物的安全使用,同时还节约了矸石充填材料。     

浅采设计与固废充填相结合的创新应用

在罗河铁矿的开拓工程设计时，为减小回采贫化率，采准工程均布置在-497 m水平，造成下部留有三角矿体损失，通过设计-512 m浅采矿房回收25 9#阶段采场下部压覆的12万t三角矿量，减小贫化；-455 m水平为凿岩、回风水平，基建期间废石均采取利用现场巷道堆存，使得-455 m 水平80～90联巷区域巷道被废石占用，通道受阻，严重影响现场通风及人员、设备通行。通过利用25 9#采场切割天井作为废石充填井，将上部-455 m水平70～100联巷，28～33进路区域巷道内堆存的大量废石充填至-512 m浅采空区内。通过创新应用不仅回收了边角矿体，提高了资源回采率，同时也解决了-455 m水平凿岩巷道长期堆存废石无法处理的难题，而且利用固废充填较尾砂胶结充填大大降低了采矿成本。     

杏山铁矿废石充填采场间柱尺寸优化分析

合理的废石尾砂胶结充填采场间柱尺寸是保障回采安全和维护地表稳定的重要设计参数之一。采用理论分析,提出了适用于杏山铁矿端部矿体废石胶结充填采场间柱尺寸设计方法和经验值;采用数值模拟分析方法,分析了既有回采顺序条件下采场间柱稳定性,验证了理论分析结果的合理性。研究结果表明,采用理论分析和数值模拟相结合的方式,共同开展废石充填回采间柱尺寸优化设计方法是合理可行的;基于杏山铁矿端部矿体工程现状,设计的6.0m废石充填回采间柱的尺寸在技术和安全层面,能够满足实际需求,为同类矿山的矿柱参数优化设计提供了有益借鉴。     

阿舍勒铜矿充填材料试验研究

为验证部分掘进废石用于充填的适用性,通过广泛的配比试验,展开废石替代部分戈壁集料作为充填骨料的相关研究,从技术、经济方面论述废石的适用性。试验数据与对比分析结果表明,添加废石后充填体强度不及粗骨料完全采用戈壁集料的强度,添加的废石有一定的泥化、开裂和软化现象,对充填体强度产生了负面影响,因此不宜采用废石作为充填骨料。