某铁矿全尾砂充填系统技改设计及应用研究

某铁矿充填系统原设计采用自然沉降全尾砂胶结充填方案,因其存在充填质量浓度低、充填料浆泌水率高、离析严重、溢流水跑浑、洗管水量大等问题,需要进行充填系统技术改造。通过全尾砂絮凝沉降试验,并增加一套絮凝剂自动添加系统以及风水联动洗管装置,完成了全尾砂胶结充填系统改造并进行了测试。结果表明：改造完成后的全尾砂胶结充填系统,充填料浆中细颗粒含量增加,料浆质量浓度由72%提高至75%以上;充填料浆泌水率明显降低,由20%降低至5%,且料浆整体呈现结构流状态,不存在离析、分层现象;砂仓中上层溢流水明显澄清,水中固体含量小于300×10^-4,无需二次处理,可直接供选厂使用;充填洗管用水量大幅降低,一次洗管水量由原先30 m³降至5 m³。改造后的全尾砂胶结充填系统,实现了全尾砂充填且充填质量提高,为矿山安全高效开采提供了技术支撑。     

基于TRIZ理论的超大能力充填系统创新研究

针对国内矿山现用单套充填系统能力低,不能满足超大规模地下矿充填技术需求的难题,采用创新理论TRIZ对充填工艺进行系统分析,确定出制约能力主要为传输造浆没有有效衔接以及充填料浆粘附磨损管路,经内外资源分析以及次理想解描述,利用技术冲突、物理冲突对原因进行求解获得9个初步方案,评估各方案可用性并集成求解得最优方案:通过增加储料仓并将搅拌桶置于储料仓内,并增加储料仓的振动结构,实现造浆的同时进行充填,使造浆和充填协调配合,连续作业。该方案经室内相似试验初步验证,单套充填系统能力可达到200~250m~3。     

全尾砂胶结充填系统在锡铁山铅锌矿的应用

为保证矿山生产安全,提高资源利用水平、延长尾矿库使用年限,设计并建成了一套全尾砂胶结充填系统。系统运行多年来,充填能力、料浆浓度、充填体强度满足设计要求,生产技术指标稳定。全尾砂胶结充填系统在锡铁山铅锌矿的成功应用,为锡铁山铅锌矿安全生产提供了关键技术支撑,也为我国类似大型有色矿山绿色、安全、高效、经济开采提供了有益参考。     

金厂河多金属矿尾砂胶结充填试验研究

为保障金厂河多金属矿充填系统的正常运行,亟需确定适合矿山条件的最佳充填参数。通过矿山取样和实验室试验研究,结合矿山采矿方法所需的胶结充填体强度,确定了一步骤采场充填料浆浓度为72%,底部采用分级尾砂胶结充填,灰砂比为1∶4;中上部采用全尾砂胶结充填,灰砂比为1∶6。研究成果可为确定同类矿山尾砂胶结充填参数提供参考。     

大流量全尾砂胶结充填技术

随着无轨装备与嗣后充填采矿法的发展,大流量全尾砂胶结充填技术已成为矿山充填的重要发展方向,大流量、高效能的充填技术研究具有重要的应用价值。针对李楼铁矿大规模生产需求,全面分析了大流量全尾砂胶结充填系统的特点,进行了相关的研究与设计,李楼铁矿的实际应用结果表明,大流量充填系统结构稳定、工艺可靠,制备出的浆体浓度稳定在70%~72%范围内,单套系统一次最大连续充填量可达2000 m3,完全满足大规模矿山充填开采的需要,充填体原位钻芯取样的强度达到2.95 MPa以上,测试结果均超过了设计强度,可满足矿柱回采的技术要求。     

模糊控制在胶结充填系统中的应用研究

针对胶结充填采矿系统中,尾砂造浆浓度控制为利用常规方法难以控制的随机性的过程,探索将先进的模糊控制引入到尾砂造浆过程的自动控制中,以实现比较好的控制效果,详细介绍了模糊控制器的设计过程,表明这种方法设计简单,实现容易通过仿真试验表明,模糊控制鲁棒性好,浓度控制可靠、稳定、为胶结充填系统的自动控制提供了一种新的控制思路和方法,并且对于随机性的非线性形系统是一种很好的控制策略。     

莱新铁矿充填系统的优化改造

针对莱新铁矿原充填系统存在的问题,采用压滤干尾砂预造浆和中间料仓压气造浆的充填料浆制备技术,提出了干尾砂造浆的解决方案,节省了建设费用,缩短了建设周期。生产实践证明:该系统运行稳定,生产适应能力强,充填浓度较高,可满足采矿生产的需要。该矿充填系统的优化改造为同类型矿山实施充填法采矿提供了新的技术思路,可供同类型矿山借鉴。     

全尾砂胶结充填加压泵送系统应用研究

为缓解尾矿库库容压力,防止或限制井下大量采空区带来的安全隐患。矿山根据尾砂粒级组成和胶结充填材料配比试验结果,设计一套处理量1 800 t/d的全尾砂胶结充填系统,采用深锥高效浓密机对低浓度尾砂浆进行浓密沉缩,将高浓度全尾砂浆、散装水泥及适量调浓水混合连续搅拌均匀后制备成充填料浆,通过充填工业泵加压泵送至井下采空区。解决了矿山因库容不足而无法正常生产的难题,同时解决了一些胶结充填过程中的具体问题。     

大型矿山低成本胶结充填关键技术研究与应用

近年来，国家对安全和环保方面的要求日益严格，越来越多的地下矿山转为用充填采矿法开采。充填采矿法中充填成本是影响矿山决策的重要因素，特别是对于一些低价值、低品位的大型、特大型矿山，充填成本不但对采矿成本影响较大，而且每年的充填费用高达上亿元，在该类矿山推广充填采矿法，成本控制的压力非常大。此外，对于大型、特大型矿山，充填系统的投资也较大，如何采用先进的工艺提高充填能力、降低充填系统建设投资，也是在该类矿山推广充填采矿法首先要考虑的问题。总结了近年来大型矿山充填系统建设的实践经验，通过对尾砂高效浓缩、水泥精准添加、膏体均匀制备、料浆长距离大倍线管道输送、高效胶结剂等方面进行研究，形成了大型矿山低成本胶结充填的关键技术，并在多座大型、特大型矿山进行了推广应用，单套系统的料浆制备输送能力达到180～200 m³/h,可24 h连续充填作业，单站充填能力满足500万t/a以上采矿能力所产生的空区，充填成本低于50元/m³,充填能力和充填成本指标国内领先。     

大尹格庄金矿尾砂胶结充填试验研究

通过室内试验研究了大尹格庄金矿尾砂的物理化学性质以及胶结性能,并在此基础上进行了胶结充填系统运行的工业试验,分析了胶结充填料浆制备的自动化调控原理,以及采场料浆的自由沉降和脱水形成充填体的过程,为国内同类矿山的生产提供借鉴。     

超高水材料充填系统优化及应用研究

为了提高超高水材料充填工艺的充填效率,优化设计了超高水材料制浆系统,并在店坪煤矿某工作面展开工程实践应用。结果表明,优化后的制浆系统能实现上料、输水及内外循环搅拌功能的自动化。通过监测工作面顺槽顶板下沉量可知,随着超高水材料充填体强度增长,顶板下沉速率逐渐降低,最终下沉量仅为150.5 mm。     

充填过程中进路板墙稳定性研究

在下向胶结充填采矿法中,空区进路在充填过程中板墙侧向承载力较大,导致板墙发生垮塌,将对后续回采工作造成严重影响。因此,空区进路充填过程中板墙的稳定性对充填工作的可靠性具有十分重要的意义。为了提高充填质量,确保采充工艺系统的有效衔接,为现场合理有序的生产,通过结合现场生产实际对空区进路充填过程中板墙的整体稳定性进行数值模拟研究,确定合理的进路长度范围和板墙加固措施,为下向胶结充填采矿法空区进路充填板墙的砌筑和加固提供理论依据,从而保障现场采充平衡。     

短壁工作面胶结密实充填关键技术与应用

为进一步研究翟镇煤矿短壁胶结密实充填技术，以F7401E短壁胶结密实充填工作面为工程背景，对地面治浆中心进行升级改造，实现了地面制浆智能控制|对井下矸石破碎装置进行改进，矸石粒径控制在2cm|通过理论分析、现场实践对巷宽设计、巷采工艺等进行优化，结果表明，当支巷宽度为4.5m，煤柱巷宽度为5m，可有效规避应力集中|改进 “自移式高效喷射机”和“全自动液压挡浆墙”等装备，充填效率提高30%。     

大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度试验研究

为探索大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度,结合大红山铁矿实际需求,对细粒级尾砂胶结充填材料应用及充填体强度进行试验研究。试验结果表明,采用新型胶结材料代替传统硅酸盐水泥,分级尾砂胶结充填时,灰砂比1∶10时即能满足充填采矿工艺要求;全尾砂胶结充填时,新材料胶结灰砂比1∶8的28 d抗压强度与分级尾砂水泥胶结灰砂比1∶4的28 d抗压强度相当,能有效降低充填成本,具有良好的经济效益和环保效益。     

崩落法放矿过程中冒落覆岩破碎性能及块度组成模拟研究

某矿原采矿方法为胶结充填采矿法,数年的采矿生产在矿石层上部形成了厚数十米的胶结充填体。现拟改为无底柱分段崩落法进行回采,其废石覆盖层将主要由自然冒落的胶结充填体组成。本文结合崩落覆岩下放矿研究的需要,对构成废石覆盖层的胶结充填体在放矿过程中的破碎性能及块度分布情况进行了研究。研究表明:胶结充填体自然冒落不会产生大量的粉状物;放矿过程的二次破碎作用并不会使胶结充填体大量成粉;由于崩落矿石的块度接近甚至小于冒落胶结充填体的块度组成,放矿过程中冒落胶结充填体提前渗入崩落矿石并造成严重贫化的问题不会很突出。此次研究对矿石的回收有重大的指导意义,回答了冒落胶结充填体在放矿过程中是否会造成严重贫化的问题。     

提高矿山充填质量试验研究

介绍了某铁矿山尾砂胶结充填的工艺特点和尾砂特性,进行了胶结充填材料的实验室强度试验和工业试验,并对尾砂胶结充填质量进行了评述。在此基础上,分析了影响胶结充填质量的因素,阐述了提高矿山充填质量的途径和措施,以指导该矿山生产实践。     

长城五矿连采连充自流充填工艺设计

以内蒙古长城五矿的实际生产情况，针对“三下”压煤开采问题，设计了连采连充自流充填工艺，并将其划分为“制浆”“输矸”两部分。制浆站可在计算机控制下实现全自动生产，并采用可视化技术对制浆系统运行状态进行监控。并在采区现场进行组装、调试与运行。最后对充填效果进行分析，证明了连采连充自流充填工艺在长城五矿充填开采作业中是完全可行的，实现了矿井绿色开采，可以有效解决长城五矿“三下”压煤问题。     

超高水材料充填开采技术研究

针对超高水材料性能差、充填体密实程度低、充填工艺系统复杂等问题,以田庄煤矿超高水材料充填开采为工程背景,研究了不同外加剂掺量对超高水材料的影响,分析了超高水材料蠕变性能,改进了充填系统和工艺,并开展了工业性试验和效果分析。结果表明:随AA外加剂掺量增加,浆液流动性能变差,泌水率降低,单轴抗压强度逐渐增加,28d强度最大可达0.90 MPa;在6.5 MPa压力作用下封闭的超高水材料应变仅为6.02×10^-3,超高水材料可视为不可压缩体;充填工艺系统简洁、高效、稳定,实现了精准自动化操作和半连续制浆、连续放浆的工艺,满足了工作面的快速回采和充填要求;超高水材料性能好、充填体密实度高、接顶充分,达到了显著的地表沉降控制效果,实现了煤炭资源的绿色开采。     

块石胶结充填的应用现状及发展

块石胶结充填可分为块石砂浆胶结充填、块石水泥浆胶结充填、碎石水泥浆胶结充填。本文介绍了块石胶结充填在国内外矿山的应用，并论述了其适用范围。这对此项充填技术的推广应用具有参考价值。