金川镍矿充填系统与工艺调查及提高充填质量技术措施

充填质量是充填法采矿安全生产的保证,而充填工艺是影响充填质量的重要因素。针对金川镍矿存在的充填质量问题,开展了充填系统与工艺的调查与分析研究。首先进行了金川镍矿一、二期工程的充填系统、工艺以及充填体质量的现场调查;然后,分析充填系统和工艺与充填体质量的关系,由此找出了影响充填体质量的主要因素,揭示了充填工艺对充填质量影响规律。最后,根据充填工艺的调查分析结果,提出了提高充填质量的关键技术与采取的措施。研究结果对金川矿矿区充填系统技术改造和工艺优化提供了理论依据,为提高矿区充填质量奠定了基础。同时为类似矿山的充填采矿优化设计和工艺技术改造提供了宝贵经验。     

金川二矿区充填工艺优化及效益评价

金川二矿区高浓度细砂管道自流胶结充填工艺,为二矿区采富保贫、稳产高产做出了巨大的贡献.根据金川二矿区充填工艺现状并结合笔者多年研究成果和实践经验的体会,提出了对充填工艺进行优化的思路,即优化进路底部充填和进行井下固体废料资源化利用,并对其经济效益做出了分析与评价.     

戈壁砂和全尾砂充填骨料在金川矿山的应用研究

充填骨料是充填材料的重要组成部分,充填骨料的选择与应用直接影响充填采矿成本和采矿经济效益。戈壁砂和全尾砂在金川充填采矿中的应用,是降低金川充填采矿成本的重要途径之一。根据金川矿山充填系统和工艺参数,采用高浓度料浆和1∶4高灰砂比,开展了戈壁砂、全尾砂和棒磨砂的混合料配比试验。试验结果表明,作为充填骨料戈壁砂与棒磨砂不存在本质上差异,可以替代棒磨砂用于金川矿山充填法采矿。全尾砂与棒磨砂混合充填骨料的胶结充填体强度试验发现,当全尾砂掺量控制在30%以内,3 d充填体强度高于纯棒磨砂充填骨料,同时7 d和28 d充填体强度达到金川矿山充填体设计强度。该研究成果应用于金川矿山充填采矿生产,为戈壁砂和全尾砂的工业化应用奠定了基础。     

加压泵管道输送充填技术研究与实践

针对金川集团龙首矿的特点,通过技术改造与工艺创新,提出了浅层矿区加压充填技术、细砂搅拌管道充填与加压泵送砼体相结合的充填工艺,解决了原有充填输送工艺中存在的问题,提高了充填生产能力和充填强度。     

高浓度尾砂胶结充填在金川二矿区的应用

结合金川二矿区高浓度尾砂胶结自流充填工艺,详细介绍了尾砂胶结充填系统的工艺流程、工艺参数和过程控制手段,阐明了高浓度尾砂胶结充填在金川二矿区下向胶结充填采矿法中成功应用的现实和长远意义.     

提高金川矿山下向采场采矿生产能力技术研究

几十年连续开采,金川矿山龙首矿的富矿接近枯竭,贫矿成为主要开采对象。提高采矿生产能力,实现以规模求效益是贫矿开发利用的必由之路。以金川龙首矿Ⅲ矿区贫矿开发为工程背景,探讨提高进路分层充填采矿法生产能力的关键技术。首先,以采用大型采矿设备为主要手段,进行了下向分层充填法采矿中的大断面进路参数优化、稳定性分析和分层道优化布置研究。然后,开展了进路分层充填法采矿的回采工艺参数优化。通过大断面进路采矿和优化的回采工艺,不仅提高了采矿生产能力,而且还确保了采矿安全生产,由此获得了显著的经济效益和社会效益。     

金川集团公司充填采矿技术与应用

金川镍矿处在"富、大、深、碎"的复杂矿岩条件下,全部采用胶结充填采矿法开采.40多年来,金川公司坚持正确的胶结充填采矿技术路线,通过组织大规模的环管试验研究,上世纪70年代初发现了高浓度料浆的管流特性,提出了"临界流态浓度"的概念,推导出了计算砂浆管道输送水力坡度的金川经验公式;1987年以后试验验证了金川膏体充填料浆符合赫谢尔-布尔克莱流变模型,解决了金川膏体泵送充填工艺在理论计算方面的关键技术,并于1999年7月建成投产了尾砂膏体泵送充填工艺系统.长期的试验研究与生产实践,金川镍矿提出了合理的高浓度细砂胶结充填和膏体充填料浆的配合比参数,解决了相应充填工艺中的主要技术问题,并开展了连续回采充填体及采场围岩稳定性的研究,得出了采场围岩与充填体的稳定性取决于原岩水平应力、充填体的支撑作用和回采顺序的科学结论,形成了由中央向两翼推进,并保持中央两个盘区嗣后充填一步回采的方案,满足了金川镍矿目前年采矿量460万t、年充填量150万m3的要求,使充填采矿法在中国成为一种高效率、高回收率的采矿方法.     

胶结充填采矿法充填作用机理与稳定性研究

结合金川二矿区的充填采矿工艺，采用现场观测方法及三维有限元分析方法研究了机械化下向分层水平进路胶结充填和无底柱大面积连续开采的充填机理和稳定性，研究表明充填体承受采场地压和变形，盘区间以不留矿柱为宜，推荐采用交错布置的回采与充填方式。     

金川二矿机械化盘区充填采矿方法优化及应用

随着开采深度的增大,金川镍矿的开采环境越来越复杂,从而导致机型化盘区充填采矿法难于高效实施.针对金川二矿区开采技术条件,开展了机械化盘区开采方法的革新与应用研究,在大面积连续开采方法、回采进路及断面设计、盘区充填砂浆滤水工艺、盘区通风系统及采掘工程支护技术等方面进行了改进和优化.应用证明,这些改进的技术显著提高了金川二矿区的生产能力和经济效益,也为国内外深部复杂难采矿山的开采提供了宝贵经验.     

矿坑废水用于胶结充填的试验研究

为了将金川矿山的矿坑废水开发成为矿山胶结充填生产用水,分析了金川各个矿山矿坑废水的化学成分,进行了矿坑废水对32.5级水泥和对充填体质量的影响程度对比试验研究,得出了金川不同矿山矿坑废水对32.5级水泥强度有负面影响,但对充填体早期强度有正面影响、对充填体中后期强度既有正面也有负面影响的结论。结果表明,金川矿山的矿坑废水经过沉淀处理后,可以作为金川矿山胶结充填的生产用水。     

管道加压泵送充填系统的研究与应用

龙首矿西二采区1630m水平采场分布在金川矿区5-11行,距离地面充填站垂直高差为79m,其中5行采场最远,水平充填管路长845m,钻孔垂直管路长79m。经计算,自流充填时的倍线为11.7,采区无法满足现有管道自流充填工艺要求。金川矿区采用下向进路胶结充填采矿法,因此,采空区必须采用混凝土充填,否则会带来较大的安全隐患,必须采用管道加压泵送充填技术解决存在的问题。     

金川集团公司二矿区解决了充填水分流难题

一种专门用于矿山充填的新型导水阀在金川集团公司二矿区充填工区研制成功。这一新成果成功解决了多年来一直困扰二矿区井下水分流的难题。在矿山充填采矿生产的过程中,因为充填体不接顶很容易形成塌陷故事。为解决这一生产难题,二矿区的管理和技术人员长期深入一线,掌握了解决管道内高压力料浆流动时阀板开启和关闭的关键技术,研制出新型导水阀并试验成功。据了解,该产品可防止充填体离析分层严重的情况发生,工作效率明显提高。     

胶结充填体质量问题探析

结合金川镍矿多年来胶结充填的实践,从充填材料、充填工艺和充填过程控制3方面对充填体质量问题的成因进行了探讨和分析,指出骨料粒度级配、充填工艺和过程控制不合理,低浓度砂浆和脱水不力以及爆破震动、充填管架设位置不当是充填体产生分层、不凝固、开裂和不接顶等质量问题的重要原因;认为将砂浆浓度提高,粗骨料粒度控制在0.08～3 mm内,并尽量减少充填次数和水清洗充填管道次数以及爆破震动,能够有效提高充填体质量.     

充填体的质量与控制

以金川矿山的自流充填为例,阐述了充填体的质量构成,分析了各种因素对充填体质量的影响,提出了实际生产中质量控制的方法.     

浅析废石胶结充填技术在金川二矿区的应用前景

研究开发金川二矿区废石混凝土搅拌和输送技术,充分利用井下产生的废石、废水和地表产生的细颗粒物料等,将井下的废石破碎到一定的程度,与地表的细颗粒物料、水泥和井下的废水等进行混合,制成能够满足下向胶结充填人工假顶强度要求的废石混凝土,泵送到采空区进行充填,不仅是解决目前金川矿山生产与充填材料严重不足矛盾的有效途径,而且是金川二矿区向现代化无废矿山发展的必然选择,具有经济、环保意义。     

一项新的充填技术在金川集团公司启动

一项新的充填生产工艺技术——刚性机械挡墙机械化封口技术现场试验。2008年11月21日在金川集团公司二矿区启动。刚性机械挡墙机械化封口技术，是金川集团公司与兰州万利资源开发设计所共同研究、具有专利成果的一项新技术，该技术以金川集团公司二矿区的充填进路为开发对象．用金属活动模板替代现有的混煤灰砖砌工艺，自2008年1月开始研发，     

膏体泵送充填技术在金川二矿区的试验研究及应用

膏体泵送充填 ,其充填材料选择、配比以及输送等方面都有新的发展 ,金川二矿区经过多年的试验研究 ,在这方面获得了成功 ,经济效益和社会效益显著 ,为其它矿山提供了有用的试验依据和借鉴经验     

粉煤灰替代部分水泥的膏体充填技术

针对膏体充填成本高、强度低及大量粉煤灰露天排放给环境造成污染的状况,金川二矿区采取了以粉煤灰替代部分水泥作为胶凝剂的方案。多年的生产实践与研究表明,粉煤灰具有良好的胶凝活性,在质量分数和水泥用量相同的条件下,添加粉煤灰可以大幅度提高后期强度,并且龄期强度随粉煤灰用量的增加而增大,对提高胶结充填质量、降低充填成本及实现工业废料综合利用发挥了重要作用。     

影响金川矿山细砂胶结充填体质量的因素分析

金川二矿区及龙首矿西部均采用细砂管道充填 ,成功地解决了采矿后回填的问题。影响细砂充填体质量的因素很多 ,从充填试验的角度出发 ,依据以往试验数据和经验 ,本文对影响充填体质量的因素进行了分析 ,并对可量化因素间的关系进行了数学回归 ,为今后细砂充填试验提供参考     

金川二矿区围岩-充填体应力场的本构关系

本文结合金川二矿区充填机理研究工作的长期实践,应用粘弹塑性理论和增量计算方法,论述了围岩、矿体、充填体三者共同吻合变形作用的本构关系,较好地解决了金川二矿区一号矿体下向大面积胶结充填体和岩体共同作用时围岩的稳定性问题,计算结果与现场观测的围岩变形位移基本符合。为二矿区一号矿体采用大面积下向胶结充填、沿走向连续回采而不留间隔矿柱回采提供了理论依据。本项成果已在金川二矿区应用并取得了明显的效益。