上向进路低强度膏体充填体强度设计研究

谦比希铜矿西矿体矿岩破碎、遇水泥化崩解,矿石回采困难,回采率在50%左右。谦比希矿建设了膏体充填系统,采用上向进路膏体充填采矿法对矿石进行回采。由于赞比亚水泥价格昂贵、供应不足,因此合理的充填体强度是影响膏体充填应用成功与否的关键因素。采用类比、理论分析、室内实验等方法确定了谦比希充填体自立强度为0.36MPa、抵抗爆破影响充填体强度为0.8MPa。通过室内实验确定现场充填料浓度在70%~71%、灰砂比为1:8时,充填体单轴抗压强度可以达到0.8MPa。通过井下应用,充填体在受到爆破振动作用时能够自立,满足采矿需求。     

谦比希铜矿东南矿体大流量膏体自流充填技术及应用

膏体充填是矿山固废高效处置和井下安全开采的重要技术手段.介绍了谦比希铜矿东南矿体大流量膏体自流充填和长距离高浓排尾联合处置工艺,概括了谦比希铜矿东南矿体膏体充填系统的4大关键技术,分别为基于深锥浓密的膏体充填与排尾联合处置技术、细粒级全尾砂膏体大能力均质搅拌技术、势能负压联合作用下膏体长距离自流输送技术、基于膏体充填的缓倾斜复杂矿体高效开采技术.提出了膏体充填系统"打通工艺—提升浓度—提高强度"工业试验思路,最终实现了在充填浓度70％～72％,实际灰砂比1:8.6的情况下,28 d充填体强度大于1 MPa.谦比希铜矿东南矿体膏体充填系统成功应用是我国膏体技术"走出国门"的又一次突破,该系统目前已在矿山全面使用,为矿山产能达标、安全高效开采提供了有力支撑.     

谦比希铜矿膏体充填工艺及其装备

谦比希铜矿西矿体采用分级尾砂上向进路充填采矿法回采,生产过程中存在充填成本高、矿石回收率低、充填料不足等诸多问题,为此,引进了膏体充填技术。介绍了谦比希膏体充填系统一段浓密、两段搅拌及自动控制等关键工艺,并就深锥浓密机、卧式双轴搅拌机及充填柱塞泵等核心设备的结构特点及性能进行了说明。生产实际效果表明:该膏体充填系统具有工艺流程简单、可靠性好、运行成本低的特点,适合于在类似矿山推广应用。     

上向水平进路分层膏体充填采矿法在谦比希铜矿的应用

介绍了谦比希铜矿西矿体厚大矿体回采方案和膏体充填系统,运用自立强度计算方法论证了膏体充填强度的适用性,引入小断面控制爆破技术有效控制了爆破震动对充填体的破坏。上向水平进路分层膏体充填采矿法成功应用,回采率提高至75%~80%,贫化率控制在6%,采切比降低至90～100 m3/kt,实现了采场的安全高效回采。     

赞比亚谦比希铜矿全尾砂膏体充填物料特性与优化

对赞比亚谦比希铜矿充填系统膏体流变参数和强度进行检测试验,计算管道输送阻力和目标抗压强度,优化膏体配比。结果表明,在安全生产的前提下,充填体目标强度为0.5 MPa,沿程阻力损失应小于3.92 MPa/km。满足条件的膏体配比为灰砂比1∶12,膏体浓度70%,该配比可降低水泥用量28.52%,年节约充填成本373.8万美元。     

上向进路充填采矿法充填配比优化研究

谦比希铜矿西矿体采用上向进路充填采矿法进行回采,充填物料配比是影响该工艺技术经济指标的关键参数。为获得较为合理的充填配比,本文基于弹性力学理论及一维应力波理论,分别从充填体自立及采场爆破扰动的角度对充填强度进行了估算设计。同时结合不同配比条件下的充填强度及流动性测试结果,对充填配比进行了优选。结果表明:西矿体采场的充填强度应不小于0.8 MPa,当灰砂比为1∶8、充填浓度大于71%时,满足采场充填的强度及流动性要求,此结论为矿山充填工艺的制定提供了理论依据。     

谦比希铜矿充填体强度计算及物料配比优化

谦比希铜矿西矿体采用上向进路膏体充填采矿法进行回采。为了避免充填强度设计过剩,降低水泥单耗及充填成本,根据西矿体的开采结构参数,采用经验类比及理论分析相结合的方法,确定了西矿体较为适宜的充填强度。在此条件下通过开展膏体流动性能、强度性能及凝固性能的试验研究,确定了充填浓度及物料配比,为矿山降本增效提供参考。     

下向水平进路充填采矿法的研究与应用

针对矿体围岩不稳固的安全问题。基于提高矿石回收率、保障采场安全作业等采场要求,提出用下向水平进路充填采矿法取代原有的上向分层充填采矿法。通过充填材料配比试验,得出灰砂比1∶6,料浆质量分数为72%时,充填体14d单轴抗压强度达到4.28 MPa,可满足下向充填采矿的要求。现场实验证明,下向进路充填有效减小了顶板暴露面积,提高了回采工作的安全性与矿石回收率,取得了预期效果。     

谦比希铜矿膏体充填关键技术及效益分析

针对谦比希铜矿西矿体复杂难采情况,结合物料特性,选用一段浓密、二段搅拌和柱塞泵输送的膏体充填工艺,形成了尾矿深锥浓密防压耙技术、深锥底流浓度与膏体制备质量智能控制系统、絮凝剂溶液的制备与添加自动控制系统、考虑管道滑移效应的管道输送摩阻计算新模型、低强度膏体充填多步骤回采贫化损失指标控制关键技术、膏体充填管道压力在线监测预警系统六大关键技术,并分析膏体充填技术为矿山带来的直接经济效益,同时结合间接经济效益、安全效益和环保效益分析得出了综合效益。实践表明,谦比希铜矿膏体充填系统工艺先进,可以产生良好的经济效益和环境效益,对类似矿山工程有一定借鉴意义。     

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。