凝水膨胀充填复合材料的配比优化与形成机制凝水膨胀充填复合材料的配比优化与形成机制

针对磷石膏堆存所产生的环境污染问题和目前矿山充填材料存在充填成本高、水泥等固体物料耗量大、充填体无法结顶等问题,本文通过正交试验极差分析、方差分析、多元非线性回归分析及数据可视化手段进行配比优化,制备了一种新型凝水膨胀充填复合材料,并采用XRD、SEM等微观分析手段对其形成机制进行了研究。发现该材料主要由半水磷石膏（HPG）、非晶相凝水剂（SAP）、气相引入剂（GPA）、表面疏水剂（HA）四种物料构成,形成的充填体为固、液、气三相,突出特点是在非固相体积率87.6%条件下可凝固,3天抗压强度可达1.6 MPa、膨胀率可达11%以上、在水中浸泡90天其抗压强度基本稳定。微观分析结果表明:SAP在其中的作用是形成凝水膨胀充填复合材料非晶相凝水颗粒,GPA的主要作用是在充填体内引入气相空腔,HA主要用于在充填体表面形成疏水效应,使充填体具备长期耐水性能。      

急倾斜中厚矿体阶段空场嗣后膏体充填及其稳定性模拟

为了实现七角井铁矿急倾斜中厚矿体的安全回采,设计了阶段空场嗣后膏体充填法,并采用FLAC3D对开采和充填前后的采场稳定性进行了数值模拟。结果表明:分段凿岩、阶段出矿及低强度膏体充填适用于稳固型的急倾斜中厚矿体开采,矿石回收率82%,贫化率8%,矿块生产能力900~1 200t/d。膏体充填以全尾砂、干抛尾、水泥、粉煤灰为主要原料,充填体浓度77%~79%,灰砂比1∶30~1∶15。采场在不充填条件下难以维持长期稳定,膏体充填控制了矿柱水平位移,减缓了顶板下沉及应力集中,有效维护了采场安全性。     

我国矿业海外投资存在问题及风险研究

矿业海外投资效益关乎国家"走出去"战略的实现和国内资源保障程度。结合我国当前矿业海外投资的现状,从市场、投资体系、企业等多个方面总结了投资过程中存在的问题,并对投资过程中出现的各类风险进行识别,得到资源条件、技术工艺、建设条件、社区及公共关系等八大风险因素,再对这些风险因素进行深入分析得到具体的二十项影响因子。基于研究成果,提出了针对矿业海外投资风险的五点建议,为后续矿业海外投资项目提供参考。     

赞中经贸合作区建设风险与管控措施研究

在经济全球化的大背景下,建立境外经济贸易合作区作为"走出去"战略的重要决策之一,对于提升中国资本在国际市场上的影响力具有重要作用。文中以赞比亚中国经济贸易合作区卢萨卡园区为研究背景,对园区建设必要性、规划背景、规划目标、园区职能与规模、技术经济指标等方面进行了全面分析,研究了园区建设过程中存在的政治环境、制度环境、经济环境等九大类风险及对应的管控措施,为合作区建设与运营提供了理论支撑,对于其他境外经济贸易合作区项目建设也具有重要的参考意义。     

谦比希铜矿充填体界面控制爆破技术研究

谦比希铜矿二步骤进路回采时,爆破冲击作用容易引发充填体垮塌。针对这一问题,基于爆破冲击充填体强度理论计算公式,分析得到爆破对充填体稳定性产生影响的3方面因素,分别是充填体和矿体自身特性、爆破因素和爆破控制。并基于影响因素制定了3个方面的爆破影响控制技术,即控制一次爆破药量、采用延期爆破和进行预裂爆破降振。结合谦比希西矿体进行了充填体强度设计和爆破控制试验。矿山现场生产结果表明:所采取的爆破控制技术可以很好地保护二步骤回采中的充填体,有效保证矿产资源的高效安全回收。     

采空区顶板大面积冒落的空气冲击波

为了解决采空区大面积冒落所产生空气冲击波的问题，以冬瓜山铜矿西山特大采空区为例，建立了简化的物理模型，采用Lagrange法，从理论上计算采空区顶板大面积冒落所产生空气冲击波的强度；同时，采用激波管实验，研究垫层的削波效果．理论计算结果表明：西山采空区顶板大面积冒落不会产生空气冲击波，只会形成高速气浪，垫层表面最大风压为0．139MPa，最大风速为53．09m／s，接近自由落体的速度．激波管实验表明：当垫层厚度不小于12m时，出口风速和风压可降到安全范围内．     

尾矿膏体屈服应力演化规律

以谦比希铜矿的尾砂作为试验样品,对质量分数为64%~73%的尾砂浆体进行流变试验,研究其流变特性,预测该矿膏体的临界浓度。传统测量方法认为流动性指数为1时的料浆浓度即为临界浓度,试验发现,该方案得到的数值较为保守。研究料浆浓度与其屈服应力之间的关系,发现两者呈显著的Dose Resp函数关系,为精确预测料浆特性提供有效方法。得到屈服应力随料浆浓度变化的演化规律,基于屈服应力增长速率,演化分为两个阶段:单调递增阶段和单调递减阶段。屈服应力在浓度变化范围内具有极大值和极小值,可以通过Dose Resp函数精确预测,而屈服应力变化速率的"极大值点"即为"临界浓度"。因此,确定谦比希铜矿膏体临界浓度为70.73%,与试验结果吻合。     

谦比希铜矿膏体充填环管实验研究

膏体充填的管道输送阻力一般需通过环管实验获得。通过现场环管实验,研究了膏体浓度和水泥掺量对磨阻损失的影响。随着膏体体积浓度及流量的增加,摩阻损失均呈递增变化。随水泥掺量的增加,摩阻损失呈现先降低再增大的变化趋势,当掺量为8%时,摩阻最小,掺量为11%时,摩阻较大。在谦比希铜矿膏体充填环管实验数据测试基础上,分析了不同状态下管径150 mm管道中的流态,结果表明,谦比希膏体料浆在管内呈均质流动,流速不超过5.24 m/s时,膏体在管内呈层流流态。     

临时矿壁稳定性影响因素敏感性分析及其应用研究

从破坏形式、荷载分析、强度、失稳势函数及影响因素5个方面推导出临时矿壁的强度安全系数和抗倾覆安全系数的计算公式,得到影响矿壁稳定性的6个主要因素,并设计6因素5水平的正交试验对这些因素进行敏感性分析。研究结果表明,矿壁厚度对矿壁稳定性影响程度最显著,进而得到矿壁厚度与强度安全系数和抗倾覆安全系数之间的关系曲线,得出不同矿壁厚度区间的破坏表现形式,最终得到一种新的矿壁厚度确定方式,为无间柱采矿法结构参数设计提供较好的依据。     

缓倾斜破碎不连续矿体采空区稳定性分析

通过对白牛厂矿区的工程地质调查、矿岩力学性质试验,选取了表征矿山岩体工程质量的各种指标,获得了岩体工程分类结果——RMR值和Q值,并根据评分结果分别对井下采场安全,跨度和采空区稳定时间进行了评价和预测。应用Mathews稳定图法中稳定数的计算方法,计算出各类岩石的稳定数,然后根据拟合的稳定数与形状因子间的函数关系,得到各类围岩采空区破坏时形状因子,以此计算出了采空区围岩发生破坏时的采场暴露面积。最后,针对矿山井下无支护或支护失效的现状,提出了相关解决方案。