下向分层胶结充填体顶板稳定性研究

胶结充填体顶板的稳定性是决定下向分层胶结采矿法回采工作面安全的重要因素.以某矿山为工程背景,采用现场监测和数值计算相结合的手段,通过对其应力、位移、塑性区以及钢筋的受力特征进行分析,研究固化剂胶结尾砂充填体充当下分层回采顶板时的稳定性.结果表明:钢筋对充填体整体的稳定性起到加固作用,采用质量比为1:6和1:12的新型固化剂胶结分级尾砂材料明显优于质量比为1:4和1:8的42.5级水泥胶结分级尾砂材料;结合现场监测和数值计算结果,表明采用新型固化剂胶结分级尾砂充填,可以满足下分层回采顶板稳定性的要求.      

废石尾砂胶结充填体强度试验研究

对废石尾砂胶结充填进行了系统的试验研究。阐述了废石尾砂胶结充填工艺的工业性及原理,着重研究了废石尾砂胶结充填体强度的影响因素:水灰比、灰砂比、水泥含量、废石尾砂的粒径级配及配比。研究结果表明,废石尾砂胶结充填体强度随水灰比、灰砂比的减小而增大,随水泥含量的增加而增加。在强度一定的条件下,废石尾砂胶结充填比其他充填方式,单位体积内水泥耗量少,成本低。     

焦家金矿全尾砂胶结充填体强度的试验研究

在焦家金矿使用全尾砂代替分级粗尾砂进行胶结充填，可以满足矿石回采时对胶结充填体强度的要来．影响充填作强度的主要因素是灰砂比和料浆浓度．试验研究获得了胶结试块28天单轴抗压强度对灰砂比和料浆重量浓度的回归方程．     

分级尾砂胶结充填体强度参数试验研究

在矿产资源开采过程中会产生大量的固体废料,固体废料堆积会对地表及地下水产生严重的污染,从而诱发一系列次生灾害,同时也不符合当前绿色矿山建设及节能减排之趋势。在尾砂中加入一定比例的水泥再充填入井下的采空区既能缓解固体废料排放问题,又能增加开采作业的安全性。目前对于尾砂胶结充填体的力学研究才处于起步阶段,为了深入研究充填体强度参数的演化规律,该文选用大红山铜矿的分级尾矿制作了不同的配合比条件下的圆柱体试件,测试其单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、应力-应变曲线,并分析各参数与配合比之间的关系,研究了胶结充填体的变形特征,从而探究分级尾砂胶结充填体力学参数的成因并为调节力学参数提供依据。     

影响尾砂胶结充填体强度的若干因素分析

影响尾砂胶结充填体强度的因素很多。本文就水泥含量、砂浆浓度、尾砂粒级及养护龄期等因素的影响进行了详细的分析。分析结果及建议对充填采矿技术人员有一定的参考价值。     

庙岭金矿分级尾砂胶结充填性能试验研究

为研究庙岭金矿分级尾砂的胶结充填性能,分析了分级尾砂的矿物组成、化学成分、粒级组成等,并进行了分级尾砂的坍落度试验、沉降性能试验、单轴抗压强度试验、压滤试验和L型管道试验。试验结果表明：庙岭金矿分级尾砂充填料浆在灰砂比1∶4、料浆浓度70%～74%时具有良好的抗压强度和流动性、可泵性,可用于矿山充填作业。     

尾砂胶结充填体三维空间强度分布相似模拟试验研究

为探究尾砂胶结充填体强度分布规律,根据某铜矿阶段空场嗣后充填采场尺寸进行了相似模拟试验设计。按照弗劳德相似准则开展模拟井下充填流速和充填流量的充填试验,对胶结充填体三维方向进行了取样及单轴抗压强度试验,系统分析了充填体强度在纵向、横向和竖向3个方向上的分布规律。结果表明：阶段空场嗣后充填采场在一次连续充填段,尾砂胶结充填体单轴抗压强度存在显著的不均匀性;在采场纵向,即料浆流动方向,充填体强度总体上先降低后升高;在横向上具有中间高两边低的趋势;在竖向上表现为由下向上逐渐降低的分布规律。根据以往研究和本次试验可知,尾砂胶结充填体在三维空间上分布不均匀主要是由尾砂级配、水泥含量、固结时料浆实际浓度和流动沉降特性等因素共同作用导致的。     

挑水河磷矿胶结充填体强度需求研究

充填体强度是保证采空区稳定的关键因素,有必要对充填体强度进行计算。利用Terzaghi模型法和卢平计算模型2种理论计算方法对挑水河磷矿的充填体强度进行理论计算,为确保矿山开采安全,安全系数取2.0,其结果为0.76～1.84 MPa。为确保其准确性,利用Flac^3D软件进行强度模拟验证,其结果为1.5 MPa,在理论计算范围内。2种计算方法相互印证,说明该强度需求计算合理。     

胶结尾砂充填体裂缝探地雷达响应特征研究

下向分层充填法中的人工假顶视为简支梁,当超过充填体强度时假顶会出现裂缝,存在冒顶危险;探地雷达是一种有效的无损探测手段.首先研究了单一均匀胶结尾砂充填体介质中裂缝正演特征,其次分析了多层介质中裂缝正演特征,并将2种正演特征进行对比,最后研究了室内胶结尾砂充填体模型中的垂直雷达响应特征,室内模型探测结果为沿垂直方向一系列的绕射双曲线.研究结果表明:探地雷达能够探测胶结尾砂充填体中的裂缝,为现场裂缝探测提供判读依据.     

高浓度分级尾砂胶结充填工艺在铜绿山矿的应用探讨

本文根据国内矿山采用高浓度细砂，全尾砂胶结充填工艺的实践经验，结合铜绿山矿实际，提出对现 分级尾砂胶结充填系统进行改造，实现高学度胶结充填，并对其可行性进行分析探讨。     

全尾砂胶结充填体的强度敏感性及破坏机制

以大冶铁矿全尾砂为原材料,采用水泥为胶结材料制作全尾砂胶结充填体,采用单因素五水平设计试验,研究了全尾砂胶结充填体强度与料浆中固相质量分数、灰砂配比及龄期之间的关系,并对敏感性进行了分析.胶结充填体强度随着料浆中固相质量分数的增加遵循指数函数增长,随灰砂配比的增加呈线性增长,随龄期增加遵循指数函数的增长,其中胶结充填体强度对龄期的敏感性最高,料浆中固相质量分数次之,灰砂配比最弱.胶结充填体抗压破坏试验结果显示,充填体的破坏经历了四个阶段,分别为微裂隙闭合阶段、线弹性阶段、微裂纹扩展阶段及裂纹贯通破坏阶段.

     

大红山铜矿胶结高矿柱强度设计及工程实践

大红山铜矿胶结充填矿柱具有高、窄、长的特点,并且矿柱充填体须服务相邻2个矿房的回采,暴露周期长,对充填体的稳定性、整体性和强度设计及充填实施提出了很高的要求。以B88-92-3盘区为例,通过分析确定,经验类比法和模型法很难用于胶结充填体强度设计。应用FLAC3D软件建立该盘区数值模型,通过弹性方案计算确定胶结充填体发生剪切破坏的参数,在此基础上利用弹塑性方案确定胶结充填体保持稳定的参数。工程实践表明,充填体在内聚力0.8 MPa、抗拉强度0.6 MPa、内摩擦角31°和抗压强度2.78 MPa条件下保持稳定。     

矿渣胶凝材料固结尾砂的微观实验

用X射线衍射、扫描电镜和热重!差示扫描量热方法表征了矿渣胶凝材料的水化产物和微观结构,研究了矿渣胶凝材料对尾砂固结过程的影响.微观实验结果表明:矿渣胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C-S-H)、钙矾石(AFt)及少量的帕水钙石(Ca₂Al₄Si₄O₁₅(OH)₂·4H₂O)和沸石类矿物,随着养护时间的延长,矿渣胶凝材料在水化过程中发生晶体结构重组和重排;尾砂中的方英石、云母和碳酸盐类矿物(方解石、白云石等)是尾砂固结过程中的活性成分,能生成其他晶体矿物和胶凝状矿物,这是导致固结体微观结构不同的主要原因.     

下向分层尾砂胶结充填采矿法在大岭矿的应用与实践

充填采矿法是一种回采率高、矿石贫化小、采矿损失率低而采矿成本比较高的采矿方法,适用于矿岩稳固性差的贵金属地下矿床以及有特殊要求的矿床开采。文中针对大岭矿矿体破碎、开采难度大的开采技术条件,详述了下向分层尾砂胶结充填采矿法的应用实践,尤其是充填系统及充填工艺。值得类似贵金属矿床开采参考。     

地下开采条件下干堆尾矿库稳定性分析

湖北三鑫金铜股份有限公司(简称三鑫公司)拟建干堆尾矿库位于生产采场之上,影响其稳定性的主要因素有不良工程地质条件、早期采矿遗留下的采空区、地下开采引起的岩层移动。在工程地质分析的基础上,提出了地基改良和工程优化方案。通过建立的三维有限元数值分析模型,对干堆尾矿库设计方案进行评价,提出适合三鑫公司干堆尾矿库的第三种工况,并建议尾矿库堆积高度为20 m。     

露天坑胶结充填对挂帮矿开采稳定性影响分析

为解决冬瓜山铜矿富余尾矿出路及新桥硫铁矿露天坑治理问题,考虑利用冬瓜山铜矿富余尾矿对新桥硫铁矿露天坑进行胶结充填.露天坑东部尚有部分高品质挂帮矿,在露天坑胶结充填的同时必须协调解决挂帮矿安全回采难题.基于Flac3D软件,构筑了露天坑挂帮矿开采与胶结充填耦合作用数值模型,进而分析了不同胶结充填高度和隔离矿柱留设厚度下,...     

利用烧结脱硫灰渣制备新型充填胶凝材料试验

烧结脱硫灰渣是半干法脱硫排放的废弃物.灰渣含有亚硫酸钙和飞灰等不稳定矿物成分,使得该废弃物利用面临困难.针对铁矿全尾砂胶结充填法采矿对廉价的胶凝材料的需求,采用烧结脱硫灰渣和水淬渣,开展了制备全尾砂充填胶凝材料试验研究.以生石灰作为碱激发剂,硫酸盐作为辅助激发剂,对矿渣微粉活性实施复合激发.首先采用正交设计进行试验方案设计;然后采用极差分析对数据进行处理和配比决策,最后以阶段嗣后充填采矿对其强度要求,建立并求解全尾砂新型充填胶凝材料的优化模型,获得了充填胶凝材料的优化配比.结果显示,当胶砂比为1∶8、料浆浓度为68%时,以生石灰和烧结脱硫灰渣作为水淬渣复合激发剂制备的新型充填胶凝材料,烧结脱硫灰渣比例达到10%时,3 d、7 d及28 d的胶结充填体强度不低于相同条件下的32.5R早强水泥,而胶凝材料成本低于水泥材料.     

两步骤分段空场胶结充填采场结构参数优化

合理的采场结构参数对矿山的安全经济回采具有重要意义。某岩金矿山矿体为倾斜中厚矿体,为保证矿山的安全、高效生产,采用两步骤分段空场胶结充填采矿法开采,并对采场结构参数进行优化。采用有限差分软件Flac~(3D)对两步骤回采采场进行数值模拟分析,确定其最优采场结构参数。根据Flac~(3D)数值模拟分析结果确定采场分段高度为15 m,这不仅保证了回采的安全性,并且可以保证回采效率,以低成本、高产出的方式完成矿房回采工作。模拟分析优化结果可用于指导矿山安全经济回采。     

基于可视化的计算机数值模拟技术在深部采场稳定性分析中的应用

结合湘西金矿深部开采综合技术研究课题，运用数值模拟方法，建立了采场模拟模型，并计算分析了深部采场的稳定性，模拟了采场四采过程中声发射，剪应力分布及破坏情况，结果表明：当采场跨度达到6米以后，顶板局部开始夸落，当跨度达到10m以后，顶板中部发生冒顶事故，由此提出了相应的采场结构参数，顶板水压支柱支护，地压监测预报等综合地压控制措施，有效地维护了采场反的稳定，使回采作业安全，顺利地完成，获得了理想的效果。