金川镍矿不良岩层巷道变形与支护研究

金川镍矿是我国最大的地下有色金属矿山,该矿具有地应力高、围岩破碎的特点,巷道支护是金川镍矿面临的一个严峻的问题.介绍了金川镍矿围岩的工程地质分类、地应力的分布规律和不良岩层围岩的基本特征,总结了金川镍矿不良岩层巷道的变形破坏规律,评价了过去该矿所用的各种巷道支护方式,并介绍了金川镍矿不良岩层巷道支护的新方法采用强力喷锚网支护作为一次支护,尽快的提供支撑抗力,有效的阻止围岩松散,并在有制约的条件下,容许围岩变形缓慢发展,使围岩应力得到一定释放.二次支护采用锚注式支护方式,使浆液注入岩体裂隙,配合喷锚支护,可以形成多层组合拱结构,扩大了支护结构的有效承载范围,改变了围岩的松散结构,提高了支护结构的整体性和承载能力.在局部围岩不稳固地段,采取喷锚网支护、网钢构架支护、U型钢拱架支护及现浇钢筋混凝土支护等措施,进一步提高支护强度,避免巷道的变形破坏.目前,这一新的支护方法已经在金川镍矿逐步推广应用.     

某矿山胶结充填体质量影响因素研究

针对某矿山全尾砂胶结充填过程中充填体开裂、崩解的问题,采用化学分析法对尾砂进行测定,并开展不同灰砂比和浓度条件下的充填体单轴抗压强度试验。结果表明,尾砂中S含量高达8.82%,Ca SO4的含量达到4.07%,同一浓度同一灰砂比充填体60 d强度与28 d最高强度相比均下降约50%。矿山全尾砂胶结充填体质量主要受尾砂中S及其氧化物的影响较大,需降低尾砂中的S及其氧化物,以保证充填体后期强度满足生产要求。     

高应力破碎镍矿机械化湿喷混凝土配合比优化

针对金川镍矿矿岩破碎,地压较大,采用传统的干喷锚网支护效果不理想且巷道返修率高的问题,提出湿喷混凝土技术来改善这一局面。采用正交设计方法进行配合比试验,研究了水灰比、水泥、减水剂和砂石比(细砂与绿豆石的质量比)对湿喷混凝土工作性及力学性能的影响规律。结果表明:各因素对湿喷混凝土工作性的影响顺序为:水灰比水泥掺量砂石比减水剂掺量,要保证湿喷料浆塌落度大于150 mm,其水灰比应大于0.44、水泥掺量应大于430 kg/m3、砂石比应在2~4;水泥掺量对湿喷混凝土的力学特性影响最大,其次为水灰比,砂石比与湿喷混凝土强度呈凸形关系,减水剂对湿喷混凝土的强度影响较小。引入单位价值强度系数V对不同水泥掺量湿喷混凝土的经济性进行对比,确定了最佳配合比,通过现场应用达到了较好的效果,具有较高的综合经济效益。     

某金矿全尾膏体充填与排放联合处置技术

针对国内某金矿原分级尾砂胶结充填存在的采场充填料浓度低、水泥耗量高以及尾矿库库容不足等诸多问题,对充填系统进行优化改造,提出了一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方案。改造后的充填系统运行过程中,选厂全尾砂经泵站打入深锥浓密机。需要充填时,深锥底流经两段卧式搅拌机与水泥混合,制备出膏体自流或泵送至采场。不需要充填时,底流由柱塞泵泵送至尾矿库进行膏体堆存。通过计算和实践证明:改造后的方案可节约充填成本1 399万元/a,节约尾矿排放成本1 040万元/a;尾矿排放浓度由35%提高至68%以上,增加了尾矿的堆积角,提高了尾矿库服务年限。全尾膏体充填和堆存联合处置方案可以很好地同时解决采空区充填和尾矿堆存2个难题,具有巨大的经济和社会效益,符合"绿色矿山"的建设理念。     

哈尔滨某矿深锥浓密机的应用改造

以哈尔滨某铜锌矿膏体充填系统调试为背景,指出调试过程中出现深锥浓密机澄清溢流水受给矿污染、底流浓度偏低以及压耙等问题的原因,并介绍了针对这些问题进行给料井、絮凝剂投加点及底流循环管道等的改造情况。实践证明:1合理选择尾矿浆的稀释方式,科学、恰当消减尾矿浆进入给料井的动能,有利于为矿浆与絮凝剂平稳、充分混合营造理想的环境;2适当增加并合理布置絮凝剂投加点有利于改善絮凝效果,提高深锥浓密机的底流浓度;3科学、合理的浓密机底流循环管路设计有利于底流料浆的平稳流动,减少耙架的运行阻力和压耙事故的发生。     

我国大型贫铁矿充填法开采关键技术与发展方向

我国钢铁工业快速发展对铁矿石需求迅速增长.我国是世界第4大铁矿资源国,但由于矿石品位低,采矿技术条件差,开采难度大,一直没有得到充分的开发利用,导致铁矿石对外依存度高达70%,严重影响我国铁矿工业战略发展和企业的经济效益.开发国内资源是我国在"十二五"铁矿资源开发的战略决策.为了保护矿山生态环境,我国在建的8座千万吨级矿山均采用充填法开采.因此,大型贫铁矿充填采矿研究现状、关键技术以及发展方向成为人们关注的问题.本文首先概述近20年来我国铁矿充填采矿技术的发展水平、应用现状以及研究成果.然后,指出我国大型铁矿品位低和"三下"矿床是我国铁矿资源的特点.由此明确了大型贫铁矿床安全高效和无废开采所面临的关键技术难题,阐明了我国大型铁矿充填法开采初步研究成果.最后,指明了大型贫铁矿充填采矿技术的发展方向,为我国贫矿资源开发研究提供参考.     

基于PSO-BPNN的充填体围岩界面抗剪强度预测

在地下采场胶结充填体强度设计过程中,充填体围岩界面峰值抗剪强度是充填体安全系数计算的一个重要参数。为给出一定充填体侧压力下,充填体围岩界面峰值抗剪强度预估方法,使用非线性拟合能力强大的神经网络进行预估。基于试验所得考虑胶结剂含量、养护温度、养护时间和剪切面法向压力的试验数据,对胶结充填体围岩界面峰值抗剪强度进行预计。使用粒子群优化算法初始化反向传播神经网络权值和偏置参数,训练后的神经网络可以有效地对给定法向压力下胶结充填体围岩界面的峰值抗剪强度进行预估,预估结果可作为胶结充填体强度设计时的参考。     

絮凝和稀释对尾矿沉降性能的影响及工程建议

针对深锥浓密机在尾矿浓缩过程中絮凝效果差这一问题,开展了稀释倍数和絮凝剂添加时间对尾矿沉降性能影响。共准备7组质量分数为25%的尾矿料浆,其中3组料浆先分别稀释至20%、15%和12%,再加絮凝剂;3组料浆先添加絮凝剂,再稀释至20%、15%和12%;还有1组料浆添加絮凝剂但不稀释作为对照实验。7组料浆沉降实验结果表明,随着尾矿稀释质量分数降低,沉降速度明显加快,并对尾矿稀释倍数和沉降速度加快倍数进行回归,结果显示,二者遵循幂函数关系;相同尾矿稀释质量分数,絮凝剂在稀释前添加和稀释后添加尾矿沉降速度相差较大,稀释后添加分别是稀释前添加的2.5倍、7.0倍和14.5倍。从物理模型角度解释了稀释倍数、絮凝剂添加时间对沉降速度的影响。根据实验结论,给出深锥浓密机絮凝剂添加点布置建议,为深锥浓密机高效运行提供依据。