基于固废利用的矿区道路抑尘研究

针对金属矿山选矿固废的绿色利用难题,结合矿区道路抑尘的行业难题,提出利用矿山选矿厂尾矿泥和甩尾碎石采用固结手段解决矿区道路扬尘抑制和修筑道路,参照碾压混凝土的配制工艺和施工方法制作具有水硬性的刚性路面,从源头治理扬尘,并实现矿区固体废弃物直接绿色利用。研究结果对解决矿区道路抑尘、实现选矿固废绿色利用具有指导意义。     

铁尾矿路面基层材料力学性能与耐久性能研究

为了探讨铁尾矿大规模资源化利用的新途径,以无侧限抗压试验结果（试件中水泥、碎石、铁尾矿和改性生物酶的质量比为5∶30∶68∶2）为基础,研究了聚丙烯纤维掺量对路面基层材料的力学性能和耐久性能的影响。结果表明,在聚丙烯纤维掺量为1.5 kg/m3的情况下,试件的劈裂抗拉强度达到0.396 MPa,抗弯拉强度达1.641 MPa,抗弯拉强度与无侧限抗压强度之比为0.27,冻融循环和干湿循环情况下的无侧限抗压强度均大于5 MPa,抗冻系数大于0.80,水稳系数大于0.88,试件冲刷率为0.139 g/min,质量损失比为1.92%,各项力学性能、耐久性能均满足高速公路和一级公路的要求,说明铁尾矿作为高速公路路面基层材料的主要成分是可行的。     

铜绿山铜矿不脱泥尾矿充填试验研究

介绍了铜绿山矿不脱泥尾矿充填材料和充填工艺试验。试验结果表明,在尾砂水泥比为6：1,浓度80％时,28d抗压强度达到3．79MPa;在灰砂比为10：1,浓度76％时,28d抗压强度为0．81MPa;在尾砂,碎石与水泥不同配比条件下,28d抗压强度在1．10—4．5MPa之间,可满足不同采矿方法的要求。试验完成了9个空区的充填,共计充填量81747m^3,利用不脱泥尾矿13万t。最后分析了该矿采用不脱泥尾矿充填取得的经济效益与社会环境效益。     

真空预压法加固尾矿软泥现场试验研究

针对尾矿泥含水率高、强度低导致的铀尾矿库坝体稳定性差及覆盖层施工难度大等问题，开展了真空预压法联合塑料排水板加固尾矿泥现场试验，分析了在不同塑料排水板间距下尾矿泥地表沉降、分层沉降、侧向位移、固结度、孔隙水压力等参数的变化规律，并进行了现场十字板剪切试验及地基承载力试验。研究表明，真空预压法可加速尾矿泥脱水，有效降低尾矿泥含水率，提高尾矿泥强度及承载力，且排水板间距1.0 m时的加固效果较好。真空预压法成本低、效果好、安全环保，在尾矿泥原位脱水加固中具有广阔的应用前景。     

金山店铁尾矿用作路基材料的研究

为了使金山店铁选厂大量堆存的铁尾矿得到有效的应用,进行了铁尾矿用作路面基层材料的试验、研究。经过无机结合料稳定土配比研究、击实试验、无侧限抗压强度试验后发现,当水泥剂量为5%、聚丙烯纤维掺量为1.4kg/m3、碎石掺量为30%、铁尾矿用量70%时,混合料7d无侧限抗压强度可达4.24MPa,达到了高速公路及一级公路路面基层材料无侧限抗压强度的要求。试验结果为下一步将金山店铁尾矿应用于公路工程奠定了良好的基础。     

铁尾矿基陶粒混凝土的制备及性能研究

随着矿冶行业的快速发展,尾矿堆积量逐年增多,特别是铁尾矿已成为国内研究者关注的焦点。先用铁尾矿制备轻质高强陶粒,然后以该陶粒作为轻骨料制备陶粒混凝土。采用正交试验研究水灰比、减水剂用量、砂用量、增稠剂用量对陶粒混凝土抗压强度及陶粒上浮的影响。通过试验确定该铁尾矿基陶粒混凝土的最佳方案为水灰比0.25、减水剂用量0.5%、砂用量20%、增稠剂用量0.12%。最终制得28 d抗压强度为67.33 MPa、抗折强度为8.1 MPa、体积密度1 940 kg/m3的高性能陶粒混凝土。研究中解决了轻骨料陶粒混凝土中陶粒上浮问题,实现了资源二次开发。      

旋流器—脱水筛在某萤石尾矿提砂工艺中的应用

某萤石尾矿原提砂工艺得到的粗砂产品含水量高、易夹细,不利于其运输和再利用。在分析现场尾矿提砂工艺的基础上,将旋流器—高频脱水筛代替原螺旋分级机应用于该提砂工艺。结果表明:该萤石尾矿经旋流器—高频脱水筛脱泥脱水浓缩后,筛上粗砂产率达85%左右,水分在18%以下。     

司家营铁矿露天运输道路粉尘发生机理及控制

为了解决司家营铁矿露天运输道路的大量扬尘问题,采用理论分析和现场试验的手段对碎石路面扬尘的发生机理和不同抑尘剂浓度水溶液的抑尘效果开展了研究。研究表明:岩屑和粉尘是由运输车辆对路面碎石碾压、碎石与碎石之间相互作用产生的;扬尘是由汽车轮胎碾压和摩擦、碎石之间挤压及摩擦、汽车行驶产生的空气动力、车辆荷载与诱导气流相互作用产生的;矿山扬尘影响因素包括路面积尘、天气、洒水量、车辆尾气扰动、行车载荷与行车密度。通过工业试验,研究了不同浓度抑尘剂水溶液的抑尘效果,试验结果表明,抑尘剂添加量为5%时,抑尘效果最好,使路面平均粉尘浓度降为1.16 mg/m~3。研究结果对司家营矿山运输道路的粉尘控制具有重要意义。     

不同固结度尾矿泥动强度的试验和推求

饱和尾矿泥不同固结度和各种固结比条件下的固结不排水振动三轴试验，不但工作量大．而且由于尾矿泥很软，强度很低，难以进行高固结比试验。在总结了Kc=1．0、1，5、2．0，完全固结条件动强度试验规律基础上，采用适度外延方法，推导出不同固结度各种固结比下的动应力σd和动力抗剪强度指标Cd、φd。该方法解决了特软尾矿泥难以承受高应力、无试验资料的难题，可供确定各类软土动力参数参考。     

湖南某尾矿选矿及高质化产品应用研究

为了实现钨尾矿高质化、大宗量的应用，将固废资源变废为宝，对钨尾矿进行了选矿研究，通过1.2T平板磁选、溜槽重选和旋流重选，将选出的精矿分为四类：分别为石榴子石含量> 85%的精矿，石榴子石含量50%～60%的中等质量精矿，石英含量> 70%的石英砂和非磁性低硬度矿物。将这几类矿物分别应用在喷砂、水刀切割行业、超高性能混凝土(UHPC)和制备纳米早强剂，均取得了显著的应用效果，其中在UHPC中的应用，抗压强度最高可达128.7MPa，比空白组强度提高了20MPa，制备纳米早强剂时，均值粒径D50由13.91μm变成910nm，应用在胶砂中提早强，当纳米早强剂掺量为4%时，16h抗压强度可达8.0MPa,3d抗压强度可达31.0MPa，比空白组强度提升了18%。     

宝山矿井下碎石黄泥胶结充填系统应用及成本分析

结合宝山矿的实际情况建立了碎石黄泥泵送胶结充填系统,从30多组碎石黄泥泵送胶结充填料中选择了7组配比进行强度测试。在满足采矿工艺要求和可泵性、充填体强度的前提下,使用黄泥替代32%的水泥,最终强度只降低0.65 MPa（9.7%）,而充填成本可节约23.78元/m3     

利用煤矸石粉煤灰制成农田排水混凝土材料的研制实验

为了解决高潜水位采煤塌陷区的排水问题,同时提高矿山固体废弃物煤矸石粉煤灰的利用率,本文开展了新型透水性煤矸石粉煤灰混凝土排水沟试验研究。本研究设计了两个试验,一是煤矸石粉煤灰混凝土透水系数和抗压强度测定试验:共设置了五个试验处理,分别以煤矸石代替25%和15%的碎石,粉煤灰替代10%和15%的水泥,同时包括一个空白对照组;二是室内模拟排水沟透水率测定试验:选取试验一中透水系数最大,且满足抗压强度标准的处理5的混凝土配合比(煤矸石替代碎石量为30%,粉煤灰替代水泥量为15%),进行室内排水沟模拟试验。结果表明:煤矸石粉煤灰混凝土具有较好的透水性,试验一处理5的混凝土块透水系数最大,其抗压强度为12.03MPa,满足抗压强度标准;室内模拟农田排水沟的透水率为0.072cm/h,在田间应用排渍模数可达0.01m3/(s.km2),该混凝土在排渍模数不大于该值的地区可以应用,具有广阔的应用前景。     

大红山铜矿西矿段充填采矿数值模拟研究

根据大红山铜矿西矿段矿体赋存的地质条件及现有的开采技术,提出了盘区机械化分条—分层充填联合的采矿方法。初步确定18种回采的方案,选取了FLAC3D数值分析软件进行数值模拟。将各方案的结果进行了对比,选出了最好的回采方案。结果表明,采场结构参数为:用混凝土胶结充填的矿柱宽度6 m,用选矿的尾砂充填的矿房宽度8 m,每个分层的高度4 m;用混凝土胶结充填的矿柱的抗压强度2.5 MPa;开采顺序上下同时回采,间隔100 m时采场的稳定性最好。     

赤泥-矿渣少熟料体系制备全尾砂胶结充填料试验研究

试验研究了赤泥对矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料性能的影响。结果表明赤泥能有效激发该体系的活性,解决了矿渣少熟料全尾砂膏体胶结充填料早期强度低的问题,赤泥的优化掺量为24%(占胶凝材料总量),1 d抗压强度约为3.6 MPa是不掺赤泥的抗压强度的6.5倍,3 d与7 d强度分别能达到5.3,7.2 MPa,满足矿山充填的要求。     

石墨矿尾矿制备路面砖面层的试验研究

简单介绍了石墨矿尾矿的组成及物理性质,石墨矿尾矿砂浆制备及性能研究,石墨矿尾矿砂浆与胶磷矿尾矿基层复合后的力学性能,混凝土路面砖的性能测试等方面.利用胶磷矿尾矿作为基层骨料,石墨尾矿砂代替天然砂制备水泥砂浆附在道路砖面层,以及普通硅酸盐水泥(32.5R)作为胶凝材料制备彩色路面砖.砖的面层厚度8～ 10mm,原料配合比:灰砂比0.33(水泥含量占原料25％)、水灰比0.18、减水剂占水泥的0.8％、颜料占原料的5％,经砂浆制备、基层与面层复合、振动成型、抹平表面、标准养护等一系列工艺步骤制成彩色路面砖.经测定,该砖3d抗压强度达11MPa,7d抗压强度达17MPa,28d抗压强度达30MPa,符合路面砖国家标准,为矿山企业综合利用胶磷矿尾矿资源和石墨矿尾矿资源提供了可靠的技术依据.     

南阳矿区加长工作面安全高效回采技术

为保证南阳矿区加长综放工作面的安全高效回采,综合运用矿压数据实测分析、理论分析及数值模拟等方法对工作面由150m延长至180m时支架合理支护强度、工作面矿压显现规律、临近采空区侧巷道支护参数进行了研究分析。研究结果表明:工作面延长至180m时,支架的合理支护强度应不低于0.92MPa;超前支承压力峰值由14.89MPa增至17MPa,且应力峰值距工作面煤壁的位置延伸至前方16m,支承压力影响范围扩大到22~37m;临近采空区侧巷道应采用高强度锚杆锚索强力支护,巷帮应采用锚索补强支护。     

某磷矿碎石混凝土充填材料配比试验研究

针对某磷矿采用混凝土胶结充填替换掉不稳定矿柱处理空区的方案,开展了碎石混凝土充填材料配比试验研究。针对影响充填材料强度的因素,以碎石和棒磨砂作为充填骨料,试验采用正交试验的方法进行设计,并对试验结果采用DPS数据处理软件对充填体7d及28d试验结果进行非线性规划,采用二次多项式逐步回归方法,可得到单轴抗压强度与料浆浓度、砂灰比和砂石比的关系式。最终确定充填材料配比参数为砂浆浓度78%、砂灰比为2、砂石比为4:6。该配合比混凝土充填体28d单轴抗压强度可达到14MPa,7d单轴抗压强度可达到8MPa,满足采矿工艺对充填体的强度要求。     

赤泥道路基层材料配制与成型工艺研究

在分析研究拜耳法赤泥理化性能的基础上 ,进行了赤泥道路基层材料的配制与固化试验研究 ,并进行了赤泥道路基层成型工艺试验。试验研究表明 :固化赤泥道路基层强度高 ,2 8天达 5MPa;赤泥用量大 ,达 80 %以上 ;性能优良     

矿井采运过程典型粉尘防治技术装备研发与应用

针对矿井作业环境粉尘污染日益严重,且现有技术手段防治难、协同弱、效果差等问题,为了从源头上实现矿井粉尘的高效控除,改善矿井作业环境、保障作业人员身心健康,对矿井开采、掘进以及运输等3个典型作业环节的粉尘防治技术装备进行了系统研究开发,提出了金属矿采场多组份水炮泥抑尘、煤矿综采面封闭雾化控除尘、金属矿掘进巷道粉尘净化、煤矿综掘面风雾双幕协同增效控除尘以及矿井皮带运输转载点干雾降尘等高效技术装备体系,结合现场试验和工业应用,对所研发的系列技术装备性能进行了对比分析。研究表明：与普通水炮泥相比,多组份水泡泥对总尘、呼尘的抑尘效果分别提高了90%、80%以上;煤矿综采面雾化封闭控除尘技术装备在现场应用后,工作面平均总尘、呼尘降尘率均大于90%;金属矿掘进巷道粉尘净化系统的除尘效率高达91%以上,净化后的风流能够进入循环通风系统,有效提高矿井风流利用率;煤矿综掘面风雾双幕协同增效控除尘装备对总尘、呼尘的平均降尘率分别能够达到97.78%、98.13%;干雾降尘装置具有良好的降尘效率,在皮带运输转载点的降尘效率达到80.4%,在溜煤眼转载点处的降尘效率达到81.8%。     

西部生态脆弱区村庄下固废绿色充填开采技术应用研究

针对西部生态脆弱区村庄下压煤及高强度开采产生的固废排放处置、地表沉陷控制难题,提出了短壁连采连充式胶结充填采煤技术。阐述了该技术的技术内涵和采充工艺,分析了充填材料的组成和强度,确定了适用于工程现场的充填材料矸石(炉渣)、粉煤灰、石膏、水泥、矿井水配比为74∶2∶2∶7∶15,料浆浓度为85%,该配比下充填体单轴抗压强度可达3.1MPa左右。该技术充填系统包括矸石运输系统、泥浆制备系统、监测系统、工作面充填系统四大部分。工程应用表明：该技术开采5.25m厚的煤层充实率可达98%以上,地面最大下沉量约为180mm,可处理工业固体废弃物40万t,充填效果良好。