金川矿山混合充填料浆环管试验系统与管输特性研究

料浆流变特性是影响管道输送的重要因素,其流变参数是进行料浆管道输送阻力分析的重要指标。针对金川矿山充填材料的复杂多变性,开展了多种混合充填料浆流变特性研究和管输阻力因素分析。首先,简要介绍了金川矿山充填料浆管道输送的环管试验系统及检测技术;然后,概述了金川矿山充填料浆环管试验的部分研究成果。通过分析不同条件下的充填料浆管道输送试验成果,揭示了多种混合充填骨料粒径级配、料浆浓度、管道流速和水灰比对管输阻力的影响规律。最后,给出棒磨砂集料的高浓度充填料浆优化配比,为金川矿山安全、高效和高浓度充填法采矿奠定了基础。     

金川镍矿尾砂膏体充填系统工艺技术改造与应用研究

膏体充填技术是目前最先进和技术难度最大的充填采矿技术之一.从20世纪80年代末期到90年代中,金川矿山首次开展了尾砂膏体充填技术的引进、研究、系统建设和工业化应用研究.由于膏体充填技术在我国首次应用,因此在设计和工程应用中存在很多问题,导致膏体充填系统投产6年来一直处于非常生产状态.虽然开展了不间断研究和技术改造,但一直未取得突破性进展.针对在生产中暴露出的问题以及总结前期研究经验,从2005年4月开展了为期1年多的膏体充填技术攻关和系统改造,由此获得重大成果.改造后的膏体充填系统实现了正常生产,充填生产能力逐年提高,从2006年充填9万m3到2011年达到20万m3,达到了设计生产能力,解决了长期困扰尾砂膏体充填中的技术难题.文中首先简要概述我国目前膏体充填矿山应用现状,然后重点总结金川矿山尾砂膏体充填技术研究进展以及所取得的技术攻关成果.在此基础上,最后展望了金川矿山充填采矿技术的发展趋势.      

盘区脉外溜井破坏原因分析及井筒维护

近年来,金川公司二矿区溜井出矿系统发生事故的频率越来越高,严重影响二矿区的生产安全。通过数据统计和现场调查的方法,研究和分析了盘区脉外溜井破坏的主要原因,提出了以加强溜井井壁支护强度、减少爆破破坏几率等为主导的井筒维护措施。通过一年多的放矿实践,证实这种维护技术是可靠的,并取得了良好的经济效益。     

中长锚索支护在二矿区978分段施工中的应用

针对二矿区978分段工程深部围岩的特点和支护工程存在的问题，提出了增加中长锚索支护的方案，并成功的应用于978分段工程的施工，明显延缓了成型巷道的收敛变形量，延长了返修周期，减少了返修次数，节约基建投资，加快了工程进度。     

提高二矿区机采盘区爆破效率的研究

本通过分析二矿区机采盘区凿岩爆破效率较低的原因，重点对影响爆破进尺和工程质量的关键因素——掏槽孔和周边炮孔的凿岩爆破参数以及出现塌孔时的装药方法进行研究，旨在探讨全面提高机采盘区凿岩爆破效率和工程质量的有效途径。     

铜渣—棒磨砂混合充填料的胶砂配比试验研究

水泥作为一种常用的充填胶凝材料,可以与废石、尾砂等作用生成强度较高的充填材料。水淬铜渣作为金川集团的冶炼废渣,堆积排放既污染环境又会造成矿产资源的浪费。如果铜渣可以代替棒磨砂在水泥作用下生成性能稳定的充填材料,将是实现铜渣再利用的一个经济、环保的发展方向。针对铜渣代替棒磨砂作为充填材料进行充填体力学试验,研究不同配比条件下的充填力学特性以及早强剂对充填体强度的作用。试验结果显示,掺加适量的早强剂,铜渣尾砂掺入量为15%时,充填体3d、7d抗压强度分别达到1.5MPa、2.5MPa以上,满足金川矿山充填法采矿对早期强度的要求。结合试验结果使用Matlab软件进行BP神经网络建模,对不同充填材料配比的充填体强度进行预测。预测结果显示,优化早强剂的配比,可以使铜渣的掺量提高到20%,从而进一步提高铜渣的利用率。     

龙首矿深部开采工程方案的选择

根据龙首矿多年的开采经验和具体开采条件及建设要求,在兼顾利用原有下盘明井和盲井的情况下,对龙首矿深部矿体的开采提出了上盘明混合井开采的优化方案,按选择的方案,设计混合井净直径达到6.7 m,井深接近1100 m,提升能力接近5000 t/a.     

不良地层竖井工程变形分析与返修支护设计

根据某矿山不良围岩的主井工程变形破坏特征,分析了该工程变形破坏的主要影响因素,在此基础上,进行了不同支护方案的井筒变形分析和稳定性研究,提出了释放位移的让压支护施工工艺,并通过数值模拟,建立了不同支护条件井筒收敛变形和工程稳定性与支护参数的关系,明确了最大允许释放位移量.根据理论分析和数值模拟确定了主井返修支护方案,并进行返修试验段试验.返修主井工程的变形监测和强度计算结果表明:主井返修支护方案是比较合理和安全可靠的,并在主井的返修施工中得以采用.目前,主井返修施工已经全部完成,工程基本处于稳定状态.     

基于均匀试验与智能算法的全固废充填胶凝材料制备

为了制备满足矿山要求的超细尾砂全固废充填胶凝材料, 基于均匀设计方案, 开展了全固废充填胶凝材料激发剂配比的胶结体强度试验, 结果表明, 矿渣粉配比量为全尾砂胶结充填体7 d及28 d抗压强度的主要影响因素, 脱硫石膏配比量对充填体7 d抗压强度影响较大, 而钢渣配比量影响28 d抗压强度。建立了胶凝材料配比优化模型, 利用智能算法的全局寻优, 获得低成本全固废充填胶凝材料最优配比为: 脱硫石膏20%、钢渣微粉33%、粉煤灰25%、矿渣微粉22%, 材料成本为34.92元/m³;根据该配比进行了室内制备试验, 结果显示, 充填体7 d和28 d抗压强度分别达到1.38 MPa和3.56 MPa, 并且随着反应龄期增加, 该材料体系中C-S-H凝胶和钙矾石的质量损失从3.64%增加到8.7%, 充填体强度呈增加趋势。采用该方法制备的胶凝材料能满足矿山要求。     

棒磨砂-河砂-粉煤灰混合充填料配比试验研究

充填料浆配比对充填体强度和砂浆输送特性产生显著影响。针对金川矿山棒磨砂供应严重不足,开展了棒磨砂、棒磨砂+河砂和棒磨砂+河砂+粉煤灰三种充填材料添加相同水泥的充填体强度、砂浆流动度、泌水率和沉缩损失率的试验研究。结果显示,2:8的河砂+棒磨砂混合充填料与单一棒磨砂充填体强度相当,砂浆流动度、泌水率和沉缩损失率稍差,但满足金川矿山充填采矿要求。当添加水泥重量的30%粉煤灰后,不仅显著提高充填体强度,而且还可改善砂浆流动度、泌水率和沉缩损失率;同时还降低棒磨砂浆充填料浆的分层度,有利于提高充填体质量和充填接顶率。研究成果已经应用于金川矿山充填料浆制备和工业化生产。