某铀矿尾矿库尾渣充填材料特性实验研究

广东某铀矿利用井下废石充填,针对废石充填料不足、井下废石运输线路调度复杂导致的采场充填周期长、采矿效率低等问题,选用该矿尾矿库尾渣作为充填试验材料,研究尾渣不同骨料粒径、灰砂比、料浆质量分数对充填体强度、塌落度以及泌水量的影响规律。结果表明：在几种不同规格尾渣粒径下,料浆泌水量均能够满足井下充填要求,5 mm粒径尾渣不仅能够满足28 d充填体强度不小于1.5 MPa的要求,而且破碎成本较低、料浆流动性好。5 mm粒径尾渣料浆在灰砂比1︰6,料浆质量分数75%的条件下,选用DN130规格管道输送时,管道阻力系数为2.930 MPa/km。     

某铀矿尾矿库尾渣充填材料特性试验研究

广东某铀矿利用井下废石充填,针对废石充填料不足、井下废石运输线路调度复杂导致采场充填周期长、采矿效率低等问题,以该矿尾矿库尾渣作为充填试验材料,研究尾渣不同骨料粒径、灰砂比、料浆质量浓度对充填体强度、坍落度以及泌水量的影响。结果表明:在几种不同规格尾渣粒径下,料浆泌水量均能够满足井下充填要求,5mm尾渣不仅能够满足采矿工艺要求,而且破碎成本较低、料浆流动性好。推荐采用5mm破碎尾渣作为矿山充填材料,5mm尾渣料浆在充填配比1∶6,DN130管道输送时,管道阻力为2.930kPa/m。     

张庄铁矿全尾砂充填料浆胶结试验

马钢张庄铁矿全尾砂属超细尾砂,-0.038 mm占51.66%,胶结充填时充填体强度难以提升。为顺利实现井下充填采矿,以水淬渣基新型胶凝材料JA、JB、JC为胶凝剂,以该铁矿全尾砂和水为原料进行胶结试验。结果表明,以JC为胶凝剂,在灰砂比1∶8、充填料浆浓度66.0%~72.0%时,充填试块28 d单轴抗压强度满足矿山充填体强度要求,充填料浆流动性满足自流输送要求,坍落度23.0~28.0 cm,充填料浆初凝时间8 h,终凝时间24 h,并可根据井下充填要求调整,且JC胶凝剂成本低,其应用对改善矿山井下采场的安全生产环境具有重要作用,可推广应用。     

似膏体充填工作面采煤与充填工艺

介绍了21101长壁工作面采用仰斜布置、普采工艺、采空区似膏体充填条件下的工作面基本支护和端头支护方式,塑料双抗网护顶、封机道和撑杆支撑煤壁的防片帮措施,地面及井下充填系统、采煤和充填作业方式,挡浆帘制作材料及方法。采空区得到密实充填,各控顶排顶底板闭合量平均值为7.84mm,地表下沉量多小于10mm,实现了地面矸石和井下压煤的互换,且地面建筑、村庄和井下主要井巷得到有效的保护。     

大尺寸高水材料巷旁充填体蠕变特性试验研究

针对高水材料巷旁充填体具有蠕变特性的特点,采用自行研制的大尺寸(1500 mm×600mm×900 mm)蠕变实验系统和FLAC3D数值模拟软件对其蠕变特征进行了试验研究,分析了高水材料充填体蠕变过程中瞬时、稳定及加速3个阶段位移和应力随时间的变化特征,指出充填体蠕变极限载荷随高水速凝材料水灰比降低而提高;结合充填体在加速蠕变阶段变形速度过大的特点,为确保井下充填体长期稳定,需保证充填体保持在稳定蠕变阶段,认为充填体载荷不超过其强度的70%~80%时较为合理。     

井下采空区全尾砂充填材料试验研究

银鑫矿经过多年开采,井下形成较大采空区,为充填治理井下采空区,需要进行实验室充填材料试验。通过进行流动性和强度试验,并在室内和矿山井下采场中进行养护,优选得到最佳的充填料浆质量浓度和材料配比,确定了银鑫矿的充填工艺。结果表明,使用胶固粉G料作为胶凝材料,74%质量浓度、灰砂比1∶10可以达到3 d强度1 MPa以上;74%质量浓度、灰砂比1∶6可以达到28 d强度4 MPa以上,银鑫矿充填料浆在其井下采场条件下,充填体的强度明显降低,采场中的充填体强度只有室内试验试块强度的80%左右。     

某矿井下采空区充填体表面细泥隔水层抑制研究

井下采空区利用细颗粒尾砂充填,细颗粒尾砂往往在充填体表面形成一层很薄的细泥层,细泥隔水层阻止了充填体表面上方的澄清水往下渗透,影响了充填体的质量。通过充填尾砂细颗粒在井下采空区的沉降模型,以及其在充填体表面形成细泥隔水层的机理的研究,利用絮凝剂可以抑制充填体表面细泥隔水层的形成,不同的絮凝剂有不同的效果,从经济和效果上考虑,选用明矾作为絮凝剂较为有利。     

澳大利亚坎宁顿矿膏体充填站的设计及其系统布置

澳大利亚的第一座膏体充填站─-坎宁顿膏体充填站由于其全面设计、充填站的装备以及井下输送，均有别于世界上任何其他一个膏体充填站。然而，值得肯定的是充填站能够按照设计运行，并且在坎宁顿矿充填站的给定综合条件下，井下输送不需要真空泵。过去的两年是设计完善及建设该充填站并使之投入运行的过程。阐述了利用全尾砂以及添加水泥的膏体边形成边向井下输送的过程，探讨固定式充填站选择的基本原理及各种控制要求。     

井下矸石泵送充填物料配比的试验研究

为解决矿井矸石的地面排放问题,实现矸石在井下直接泵送充填至采空区,在华丰煤矿进行了井下试验研究。采用正交试验方法研究矸石的破碎粒度、物料浓度和水泥添加量对井下矸石泵送系统的泵送和充填效果以及充填成本的影响。试验表明,矸石破碎粒度的大小对矸石膏体的可泵性影响显著,水泥的添加量对矸石膏体的抗压强度和充填成本影响明显。根据试验所确定的矸石破碎粒度、水泥添加量及质量浓度的最佳组合,利用该系统实现了普采工作面的有效充填,为井下矸石处理提供了一个新途径。     

获各琦铜矿充填系统的改造

获各琦铜矿使用全尾砂胶结充填,但试验采场充填结果显示,充填体呈松散状、含水率高、充填体质量差,充填体强度远未达到设计要求.通过在砂仓顶部添加旋流器,确保砂浆进入砂仓的浓度在63％以上,并由原来的水造浆改为风水联动造浆,改造后井下充填体的质量可满足正常生产的需求.     

贵州某磷尾矿充填体泌水的模糊综合评价

为了考察磷尾矿充填井下后,充填体泌水对井下环境的污染情况,以贵州省某磷矿浮选尾矿为骨料制备充填材料,收集其充填体泌水进行研究分析和模糊综合评价。评价结果表明,4种不同配比充填体的泌水对地下水的污染程度均为V级,其主要污染因子为SO42-和总硬度,两者的污染影响权重达到70%;次要污染因子为pH和F-。     

毛坪矿充填体流变特性与强度影响规律实验研究

毛坪矿采用机械化下向水平进路充填法开采,为保证充填料的顺利运输和充填体强度满足下向水平进路法开采的要求,通过试验对充填浆料流变参数特性及充填体强度影响规律进行研究。结果表明:充填料浆各流变参数之间存在一定的相关性,充填料浆浓度越高,其坍落度越小;灰砂比为1∶4的充填体试块的抗压强度在各个龄期明显高于灰砂比为1∶8的充填体试块的抗压强度,并得出充填体试块强度与龄期的拟合关系式;充填体强度在地表环境和井下自然环境下存在较大差异;经过饱水处理的充填体,较前两种养护条件,强度值下降更加明显,体现出矿井水、地温等井下环境条件对充填体质量的劣化影响。     

某铜矿全尾砂充填脱水研究

井下充填利用全尾砂充填体采空区,由于尾砂的粒级过细,其本身的保水性好、渗透性差,若不采取措施,则充填体的质量会受到影响,通过理论分,析充填体脱水的部分是充填体内部的自由水,本文着重对充填体内部的脱水研究,以及通过试验对比,从经济和效果上考虑,选用渗透管进行脱水较为有利。     

膏体—地聚物协同效应的铀尾矿井下充填处置体系构建

铀尾矿井下充填处置是铀矿“协同开采”理念的重要技术支撑,但铀尾矿复杂的物理化学性质影响了胶结充填体的固结固化特性,进而制约了铀尾矿骨料胶结充填技术的应用。基于膏体和地聚物特性的协 同效应,针对铀尾矿地表堆置和常规井下充填处置存在的问题,提出了基于地聚物分割包裹—膏体稳固协同固化的铀尾矿井下充填设想。铀尾矿井下胶结充填体的技术指标包括机械强度、化学稳定、抗浸出性、氡析 出率和增容特性,物料组成包括铀尾矿骨料、地聚物基材、矿黏合剂、外加剂、功能矿物和水等,制备与充填过程的关键工艺为铀尾矿颗粒级配重构、充填材料多元复配以及充填质量的原位监测与动态调整技术。以 某铀尾矿库尾砂、复配冶炼矿渣等材料为研究对象进行了验证试验,当水固比为0.25、灰砂比为1:4时,充填体试件在（20±1）℃、湿度≥95%条件下养护28 d后,试件的最大单轴抗压强度为17.65 MPa,表明基于地 聚物的铀尾矿膏体充填体制备具备可行性。该充填体系的构建对于促进膏体充填技术在低或极低放射性固体废弃物处置领域的应用具有一定的意义。     

减水剂-粉煤灰复合掺料膏体力学性能及水化机理研究

煤矿井下胶结充填技术可有效解决固废地表堆存和煤炭开采引发系列地质灾害等问题,针对粉煤灰基复合掺料井下充填中料浆流动性和力学性能系统研究的不足,开展坍落度为220 mm时掺减水剂、水泥及粉煤灰复合掺料膏体状态下含水率、抗压强度、凝结时间、SEM和压汞实验研究,从宏观和微观分析并探讨复合材料膏体强度演化规律与水化机理。结果表明,掺减水剂可保障低水灰比下充填料浆的坍落度,选择合适类型与剂量的减水剂可提高复合掺料膏体强度达33%;掺减水剂可降低充填料浆含水率,与未掺减水剂充填料浆相比,减水率达3%～7%;掺减水剂和增加减水剂掺量可减少粉煤灰复合掺料充填料浆凝结时间,掺B型减水剂与掺A型减水剂、未掺减水剂相比,无论从短期强度还是长期强度均高于后者;掺减水剂粉煤灰膏体C-S-H凝胶中主要元素为Si和Al,未掺减水剂膏体凝胶中主要元素为Ca和O,已完全发育的C-S-H凝胶以晶体的形式填充于充填体孔隙和裂缝中,有助于提升充填体强度和耐久性;掺减水剂和增加减水剂掺量均可降低充填体孔隙率,使得充填体结构更为致密,更有利于充填体强度的提高。研究成果可丰富我国煤矿井下粉煤灰基胶结充填技术和固废处置等领域理论研...     

高阶段胶结充填体强度的变化规律

根据企业降本增效要求,矿山使用的充填胶结材料由原来的P.C32.5标号水泥改为新型胶结材料--胶固粉。按照设计要求的充填配比,发现地表实验室料浆试块和井下充填体取芯的强度存在很大差异。在-400 m中段的14-1#和10-3#充填采场中,提取不同深度的地表实验室和井下充填体的岩芯,分析2种胶结材料在不同养护条件下所对应的强度变化规律。对于水泥充填的采场,充填体取芯的强度要比实验室试块的强度高1.8 MPa以上;对于胶固粉充填的采场,灰砂比分别为1∶4、1∶5、1∶6时充填体取芯的强度要比实验室试块强度高2.0、1.35和0.7 MPa以上,且随着充填灰砂比的降低而降低。研究结果为进一步优化充填灰砂比提供了可靠的依据,进而可减少充填材料的消耗,降低充填成本。     

矸石浆体充填空间特征研究与工程实践

煤矸石浆体充填是一项顺应煤炭绿色可持续发展、响应国家环保政策的矸石绿色处置新技术。宏观的破碎空间特征与微观的空隙特征是决定矸石浆体充填效果的关键,为建立浆体充填基础理论体系,采用理论分析、模拟实验与现场工业实验结合的方法,揭示了浆体充填空间覆岩运动规律,探索了破碎空间内可供浆体充填的空隙分布特征,明确矸石浆体-采空空隙的作用关系。研究表明,采动过程中控制岩层是影响浆体充填空间范围的关键,“拱-梁-壳”的空间演化过程分别对应浆体充填空间的自由堆积区、载荷影响区及压实区,直接决定矸石浆体充填效果;采空区内垮落岩体的孔隙率沿倾向、走向及垂向均满足负对数函数关系,据此建立了浆体充填空间空隙分布模型,并确定浆体充填的重点区域;通过开展地面原位注浆充填试验,证明了矸石浆体在采空空间的可充填特性,阐述了矸石浆体-采空空隙的作用过程普遍经历了初始流淌、垂直涌流及水平扩散3个阶段;在黄陵二号煤矿井下针对浆体充填空间自由堆积区与载荷影响区开展了矸石浆体充填工程实践,成功验证了井下矸石浆体充填技术的可行性及理论的正确性,为矸石绿色处置提供了新的依据。     

矸石膏体充填材料耐久性试验研究

为探究研石膏体耐久性,将水泥:粉煤灰:煤研石按1:4:6的比例混合,质量浓度为74%,配制成膏体,对28d膏体充填体进行抗侵蚀性、抗渗性和热稳定性等耐久性试验。试验结果表明:充填体试件对碱有良好的抗侵蚀性能,酸和盐对充填体试件初期强度影响较大;充填体的抗渗标号为P6,抗渗等级较弱;充填体试件在30℃,60℃的温度下,其抗压强度略有上升,在90℃,120℃,150℃的温度下,抗压强度下降较为明显,热稳定性差。配制的膏体更加适合我国北部矿井(井下水环境偏碱性)及井下温度较高的深部矿井。     

矸石膏体充填材料耐久性试验研究

为探究研石膏体耐久性,将水泥:粉煤灰:煤研石按1:4:6的比例混合,质量浓度为74%,配制成膏体,对28d膏体充填体进行抗侵蚀性、抗渗性和热稳定性等耐久性试验。试验结果表明:充填体试件对碱有良好的抗侵蚀性能,酸和盐对充填体试件初期强度影响较大;充填体的抗渗标号为P6,抗渗等级较弱;充填体试件在30℃,60℃的温度下,其抗压强度略有上升,在90℃,120℃,150℃的温度下,抗压强度下降较为明显,热稳定性差。配制的膏体更加适合我国北部矿井(井下水环境偏碱性)及井下温度较高的深部矿井。     

矸石充填开采协同承载机制及充填效果评价研究

为研究矸石充填体充入井下采空区后与围岩及煤柱的相互作用力学机理,基于矸石三向压实试验对矸石充填体与围岩协同承载效应开展研究工作,并对矸石充填开采条件下的充填效果进行评价研究.研究分析了矸石体积压缩率与各试验参数存在的定量函数关系;构建"充填体-围岩-煤柱"协同承载模型,阐明了充填体、围岩、煤柱三者共同对上覆岩层的承载控...