充填体主动接顶膨胀材料性能试验研究

充填接顶是充填采矿工艺的重要工序,其效果关系到矿石回采安全性及回收率。为解决目前充填采场接顶率低的难题,本文提出了充填体主动接顶技术。经试验研究,在充填料浆中添加与其相匹配的自膨胀材料,利用其自膨胀功能使充填体体积增大,可实现采场充填体主动膨胀接顶。通过开展自膨胀充填料浆的流动性能和自膨胀充填体的强度试验,并借助扫描电镜(SEM)分析充填体的微观结构,确定了广东某铅锌矿充填接顶的技术参数,在充填料浆浓度为73%、灰砂比为1∶4、膨胀材料添加量为3%时,充填体体积膨胀率为22%～23%,充填体强度约2.0MPa,满足接顶充填工艺要求。     

充填采场内膏体流动规律及接顶率预测模型

为了探明下料点位置、充填流量和料浆质量分数对充填接顶率的影响规律和采场内膏体流动规律。利用自主研发的采场模型，开展相似模拟试验。依据实验结果建立接顶率预测模型，并与采场实际接顶率相对比验证模型可靠性。研究结果表明：地下采场膏体流动规律分为四个阶段，分别是简单剪切流动阶段、双层剪切流动阶段、下部沉积与上层剪切阶段及上层剪切阶段。料浆质量分数、下料口位置和充填流量是影响采场接顶率的重要因素，就影响程度而言料浆质量分数＞下料口位置＞充填流量。接顶率随料浆质量分数增加而降低，随下料口位置向采场内延伸而升高，随充填流量的变化很小。基于实验结果构建了三因素接顶率预测模型，与实际接顶率对比，预测误差约7.6%。本研究成果可为充填采场接顶率预测提供理论支撑。     

似膏体充填工艺在锡矿山锑矿采选厂的应用

锡矿山锑矿采选厂浅部中段残矿分布较广,充填高差较小且输送距离较远,原块石胶结充填系统的料浆采用自流输送,输送质量浓度低,采场脱水量大,充填密闭工作繁重,充填体不能充分接顶。为满足残矿安全回采要求,推广应用了似膏体充填工艺。该充填工艺采用水泥、粉煤灰、分级尾矿、水制成尾矿似膏体,采用内径为100mm的无缝钢管,使用柱塞泵高浓度输送至采场充填。结果表明,充填料浆输送质量浓度达到了74%～76%,充填料浆成本为62.18元/m3,充填体抗压强度1.5MPa,充填可充分接顶,满足了高分段回采工艺以及残矿安全回采的要求。     

采场中充填料浆流动规律的研究

为解决充填接顶问题,对充填料浆进入采场之后的流动规律进行了研究。理论分析结果表明,充填料浆进入采场之后,向周边流淌,堆体表面形状服从正态分布规律,均方差(δ）的大小反映了料浆流动后形成表面的平缓或陡峭,其值主要取决于充填材料及配合比。结合金川二矿区的充填实际,计算和探讨了保证充填接顶条件下的采场尺寸、充填管头的最优布放、多次充填时的管头移动距离和次数等。     

提高充填接顶率的技术措施研究

在分析不同充填接顶率对采矿安全影响的基础上, 探讨了影响充填接顶率的原因, 提出了通过改造充填隔离墙和滤水井提高采场的滤水速度, 通过研制三通阀实现充填引路水与洗管水的场外排放以及通过发明的充填滤水器提高充填料浆的浓度等技术措施与方法, 提高了充填接顶率, 实现了密实充填, 从而解决了充填采矿法中长期存在的技术问题。     

冬瓜山铜矿提高采场接顶率的技术措施

铜陵冬瓜山铜矿近年来二步骤采场增多,存在一步骤采场充填接顶效果不理想的问题,且该问题日益突出,直接影响了下一步回采安全。分析了影响充填接顶的因素,认为尾矿特性、充填下料孔位置和数量、尾矿流平性、采场接顶观测条件限制、充填浆体浓度、滤水速度、充填浆体阻力、采矿方法等为影响该矿充填接顶的主要因素。在此基础上,提出了提高采场充填接顶率的一些技术措施,包括选择适宜的充填料及合适的浆体浓度、提高充填料滤水能力、高位接顶、多点实施下料、多次强制挤压接顶、速凝充填等。该类措施的成功实践,将充填接顶率平均值由91. 1%提高至98. 8%,成效显著,为确保冬瓜山铜矿后续安全、高效开采提供了技术保障。     

采场充填料浆流动轨迹探究与充填体特性分析

采场内充填料浆流动轨迹与强度分布规律是影响充填体质量的控制性因素。以石人沟铁矿充填采场为工程背景,借助MDL-vs150三维激光扫描仪器,提取了现场充填料浆流动终态轨迹坡面数据,得出了充填采场料浆流动轨迹坡面曲线函数方程,进行了现场取样与强度测试试验,揭示了充填体强度分布规律。结果表明：以充填下料口为原点,充填料浆沿流动方向的轨迹坡面曲线趋向于正态分布,沿充填料浆流动方向充填体强度呈减小-增大-减小的“倒S”型分布,沿充填料浆流动方向上出现充填体强度损失区和强度增加区,其中强度损失区中强度平均损失25.80%,强度增加区中强度平均增加17.18%。能为采场的充填钻孔数量与位置设计及稳定性分析提供理论依据,对类似矿山充填质量评价有很好的借鉴意义。     

黄沙坪多金属矿全尾砂胶结充填试验研究及工程应用

黄沙坪多金属矿原设计采用上向水平分层废石充填采矿法,存在开拓工程量大、采场接顶率低、矿柱回采难度大、充填成本高等问题.为更安全高效采矿、降低充填成本,改为全尾砂胶结充填.在尾砂基本物理性质、流动性及强度试验的基础上,提出了黄沙坪多金属矿全尾砂胶结充填工艺.工业试验结果表明:采用全尾砂做充填骨料、新型充填 G 料做胶结剂,能够满足矿山生产对充填工艺和充填体强度的要求,且选厂尾砂可以全部充填到井下,实现无尾砂排放;充填料浆质量浓度为６７％,充填流量最大８０m３/h,灰砂比１∶６~１∶１０,充填料浆能够顺利进入待充填区域,料浆达到结构流状态,各项指标均满足要求.全尾砂胶结充填系统的建成使用,为黄沙坪多金属矿安全、高效充填开采奠定了基础.     

金川矿山混合充填材料配比试验

充填料浆配比对充填体强度和砂浆输送特性产生重要影响。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3种充填材料添加相同水泥的充填体强度、砂浆流动度、泌水率和沉降损失率的试验研究。试验结果显示,河砂与棒磨砂配比为2∶8的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、泌水率和沉降损失率;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。     

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。     

接顶率对充填体稳定性的影响研究

为了研究充填接顶率对充填体稳定性的影响,运用MIDAS有限元软件建立了不同接顶率下胶结充填矿柱稳定性分析模型。在研究影响充填接顶率主要因素的基础上,得到充填次数与充填接顶率的关系方程。采用MIDAS软件创建了11个不同接顶率的矿岩及充填体模型,通过分析不同充填接顶率时胶结充填体的受力状况,对胶结充填体安全稳定性进行综合评价,从而得到较合理的充填接顶率。将该研究成果运用于某多金属矿山,当一步采场充填接顶率为72.6%时,充填次数少、充填成本低且能保证采矿作业的安全性。该研究为其他类似矿山科学合理地提高充填接顶率提供了一种全新的指导方向。     

充填料浆沉缩性及泌水性分析

煎茶岭镍矿充填接顶率仅为78%,充填后因空区面积较大、回采安全风险较高,造成支护强度大,采矿成本高。因此,开展了充填料浆泌水率及充填体沉缩性试验,通过试验发现不同物料配比及浓度对充填泌水率及充填体沉缩率影响较大,并得出-3mm机制砂合理级配参数。通过参数调整,提高了镍矿充填接顶率,使充填接顶率超过88%以上。     

尾砂胶结充填体的水泥含量测定试验研究

矿山充填普遍存在充填料浆离析,导致采场充填体均匀性差和充填体强度降低等问题,目前关于充填料浆离析的研究大都局限在定性描述,尚无定量评价方法,主要原因是还无法准确测定尾砂胶结充填体中水泥的含量。为此,通过试验研究系统分析了充填体龄期和充填料浆质量浓度对EDTA滴定法的影响,论证了EDTA滴定法测尾砂胶结充填体水泥含量的有效性,探索出一种新的充填料浆离析和充填体不均性定量评价方法,提出了矿山原位采场充填质量评估的指标。     

地下矿山充填接顶技术的研究

充填接顶是充填采矿工艺实现的关键技术,在分析充填不能接顶的原因的基础上,就充填接顶技术进行了梳理,简要介绍了人工接顶、机械接顶、强制崩落接顶、料浆加压接顶、料浆重力接顶和料浆膨胀接顶技术。并对充填料浆接顶的辅助措施进行了探讨,认为可通过优化改善料浆的流平性和沉缩性,泌水快排技术以及管网优化等技术以达到接顶的目的。     

膨胀性全尾砂充填材料性能试验研究

为提高大规模采场充填料浆自膨胀充填接顶质量,以马城铁矿充填开采为背景,采用物理试验的方法开展膨胀性全尾砂充填材料的膨胀性能、流动性能和强度特征的系统研究.结果表明:马城铁矿自膨胀材料中铝粉与生石灰的合力配比为1:120,自膨胀材料的适宜添加比例为3％,全尾砂充填体膨胀率随充填浓度的增加略有降低,随着灰砂比的增大先增大后...     

胶结充填工艺技术在铜绿山矿的应用

铜绿山铜铁矿原采用单一的尾砂胶结充填工艺,但由于充填料不足,水泥消耗量高,局部采场充填倍线大以及充填体的沉降、脱水、接顶等问题,已满足不了保护古矿遗址及矿山日益增产的要求.因此,结合矿山实际,研究和发展了高浓度全尾砂水淬渣膏体泵送胶结充填等多种新工艺,达到了保护古矿遗址和提高采矿强度、简化工艺的目的.     

某金属矿山尾砂胶结充填工艺优化实践

某金属矿山充填站充填系统,经过多年的生产运行,存在一定的缺陷,如设备老旧,造浆不稳定,充填浓度浓等。通过对原充填工艺及充填系统中存在的问题进行分析,制定了相应优化方案并实施了改造,实现了高浓度充填料浆的稳定输送与控制。引进新型胶结材料,提高了充填体的强度,进一步降低了北缘采场的贫化率与损失率,取得了较好的经济效益与社会效益。     

关于提高充填接顶率的若干问题探讨

充填接顶率直接影响和决定采矿安全程度和充填成本高低,是充填采矿法的主要安全技术措施之一。文中分析了影响接顶率的主要因素,从充填料流动理论上阐明了采场接顶率的极限值,结合实例给出了最优的管头移动次数;应用数值模拟和回归分析的方法,结合工程实例探讨了充填接顶率与充填性能关系。     

三山岛金矿采场充填脱水工艺改进措施

采场充填脱水效果对充填体初凝时间及其短期和长期强度产生较大影响,三山岛金矿采用溢流管溢流脱水和充填挡墙的土工布渗透脱水,脱水效率不能满足现场工作要求。为此,在充填脱水理论研究的基础上,分析了影响充填脱水速度的主要因素,提出了多项充填脱水改进措施。增设竖直或倾斜的脱水管,更有效地排出充填采场中的重力水,同时避免充填料浆中细粒级颗粒堵塞脱水管。改进充填挡墙设计和滤水布的选取,避免细粒级颗粒短时间内聚集在滤水布附近,影响渗透脱水效果。设计充填管道滤水器,在充填料浆进入采空区前,过滤充填料浆中的部分自由水,提高了充填采场中料浆的浓度,减小了采场充填脱水工作量。改变矿山简单脱水方式,进一步提高采场充填脱水效率,避免影响下一步开采工作的顺利开展。     

开展QC活动提高安庆铜矿充填质量

介绍了开展QC活动稳定充填料浆浓度,提高充填体强度,保障安全开采的方法。寻找影响充填料浆浓度的关键因素,实施对关键工序的监控,提高充填料浆浓度和充填体的强度。实例表明,加强操作,改进设备关键部件,优化工艺可获得满意的质量效果。