武山铜矿全尾膏体充填系统设计

以武山铜矿全尾膏体充填系统的设计为例,介绍了该矿全尾砂的物理性质、粒度分布,并对全尾砂进行了浓密试验及配比强度试验。根据试验结果,在综合考虑经济性、可行性等因素的前提下,选择采用以全尾砂+胶结材料+水为原料制备充填料浆,并根据尾砂浓密试验数据,对尾砂浓密方案,搅拌设备、水泥给料设备、充填工业泵等设备进行了比选。该项目投产后,运行良好,取得了较好的经济效益。     

FLSmidth深锥浓密机在膏体充填中的应用

FLSmidth深锥浓密机对超细尾砂具有良好的脱水浓缩效果,底流浓度可达72％～76％.介绍FLSmidth深锥浓密机的结构、工作原理及在全尾砂膏体充填中的安装和试运行,效果显著,提高充填作业的效率,促进矿山发展,为武山铜矿三期扩建工程的前置性的关键工作提供强有力的技术支撑.     

尾砂浆体仓式浓密技术及其充填应用

矿山尾砂充填料浆物料由尾砂浆体、胶结剂和调浓水组成。尾砂浆体质量浓度的稳定性关系充填料浆制备质量浓度的稳定性,同时决定充填料浆制备的最高质量浓度,是充填料浆制备的核心要素,也是充填成本和质量控制的关键。矿山尾砂充填领域的仓式浓密装备主要有砂仓、深锥浓密机、深锥浓密机和砂仓组合浓密,以及膏体仓储浓密机。膏体仓储浓密机没有耙式系统,膏体仓储浓密机能长时间可靠储存高浓度尾砂浆体,解决矿山采矿—选矿—充填突出的时空矛盾关系,通过系列组合可适用于各型规模矿山,近年来得到广泛应用。在某金矿开展膏体仓储浓密机技术工业应用,尾矿-0.038 mm占66.52%,浓密机溢流水含固量小于200×10^-6,浓密机底流尾砂浆体质量浓度达到56%,过程中波动<1%,放砂浓度稳定,充填料浆质量浓度59%～61%,充填料浆体积泌水率<3%。     

不同灰砂比和料浆浓度下充填体强度特性研究

以武山铜矿全尾砂、水泥制备成的胶结充填体为研究对象,利用RMT-150C型液压伺服控制系统,通过单轴压缩方式进行全尾砂胶结充填体强度试验,试验得到了不同灰砂比和料浆浓度下全尾砂胶结充填体强度特性关系曲线。试验结果表明:在全尾砂胶结充填体其他影响变量相同的情况下,强度与灰砂比或料浆浓度正相关;强度的增量随着灰砂比或料浆浓度的增大增幅也随之加大;综合分析可知,灰砂比较料浆浓度对全尾砂胶结充填体影响更加显著。     

柿树底金矿低成本全尾砂全脱水似膏体充填系统建设实践

以深锥浓密机和充填工业泵为核心设备的泵送充填系统投资普遍高达3000万元以上,且仅能将尾矿浓缩至高浓度状态用于井下充填,无法实现尾矿的全部资源化利用。通过在柿树底金矿建成全尾砂全脱水似膏体自流充填系统,系统总投资1200万元,且全脱水后的尾砂含水率低于18%,可直接资源化利用,为国内广大中小型矿山尾矿全脱水及充填系统建设提供了借鉴。     

武山铜矿全尾砂膏体充填顶板稳定性分析

以武山铜矿下向进路膏体充填顶板为研究对象，对顶板充填体进行稳定性分析。通过分析武山铜矿矿体及充填体岩石力学试验强度参数，得出膏体充填顶板强度主要取决于1∶4灰砂比打底层强度。在考虑合理安全系数的基础上，采用弹性力学法——简支梁模型、薄板模型，在不同回采断面尺寸工况条件下，对打底层充填体单轴抗压强度需求进行理论计算。经计算，充填体实际单轴抗压、单轴抗拉强度满足进路顶板稳定性需求。结合FLAC^3D数值模拟软件对打底层稳定性的分析，发现顶板打底层存在拉伸及剪切塑性区，但总体范围较小，且两者之间未发生贯通，顶板总体呈稳定状态。     

尾砂溢流水对膏体充填体强度影响研究

为了研究尾砂溢流水对废石-全尾砂膏体充填体的影响，通过扫描电镜、X射线衍射(XRD)等试验方法，分析尾砂溢流水、尾砂的粒级分布、化学成分，探讨尾砂溢流水对水泥质量、膏体充填体强度的影响，并论证尾砂溢流水导致后期强度降低的机理。结果表明：尾砂溢流水的化学成分满足井下膏体充填用水要求，添加尾砂溢流水较新水充填体前期强度提高16%～34%;但后期充填体强度由于酸性环境和含硫尾砂的影响，充填体强度降低约14%。     

超细全尾砂似膏体绿色胶凝充填关键技术研究

针对中关铁矿超细全尾砂存在脱水速度慢、溢流易跑浑、黏度大和充填体强度低等问题，开展了全尾砂粒度测试和化学成分分析、全尾砂自然沉降试验、絮凝沉降试验、选充工艺协同匹配衔接、钢渣基胶凝材料研发及超细全尾砂似膏体充填工艺配置等研究工作。经现场系统调试运行，该超细全尾砂似膏体绿色胶凝充填技术及工艺合理，充填体强度在2.8～2.9 MPa,满足井下充填体强度要求。     

武山铜矿提高分级尾砂胶结充填体质量的探索与实践

正武山铜矿采用分级尾砂下向胶结充填采矿法,通过不断探索和实践攻关,防止充填体离析脱层,取得了良好的效果,分级尾砂胶结充填体质量得到大幅提升,采场单产能力显著提高。武山铜矿从1966年开始建设以来,先后采用了崩落法、钢筋混凝土假底下向进路式水砂充填采矿方法,1992年完成了上向斜壁宽分条水砂充填采矿法试验(南矿带)。为了解决下向坑木支护问题及扩产需要,提高单个采场的生产能力,2005年根据二期扩产工程北矿带设计的分级尾砂下向胶结充填采矿法,先选择南矿带W4盘区进行下向进路式胶结充填采矿法试验,取得了成功,2006年后推广到北矿带试验成功     

全尾砂膏体充填配比优化正交试验

某新建矿山计划采用全尾砂膏体嗣后充填采矿法进行地下开采。为了提供经济合理、满足强度要求且有利于管道输送的全尾砂膏体充填最优配比方案,以料浆流动性能和充填体强度性能为考察指标进行正交组合配比试验。运用MATLAB软件对试验数据进行极差分析和多元线性回归分析,获得了灰砂比和料浆浓度对充填体强度影响的敏感性以及各力学参数预测模型。结果表明：（1）料浆质量浓度对塌落度的影响起主要作用,灰砂比次之;（2）充填体强度的敏感性随着灰砂比和料浆浓度的增加而增强,充填体强度对灰砂比更敏感,而对料浆浓度的敏感性较弱;（3）确定了全尾砂膏体最优配比：水泥用量为13%,充填料浆质量浓度为77%,此时全尾砂、水泥和水的用量分别占制备全尾砂膏体质量的68.14%、8.86%和23.00%。在该配比条件下,经28 d养护龄期后的抗压强度为2.6279 MPa、弹性模量为205.2 MPa、塌落度为23.7 cm,以较少的水泥用量满足了矿山充填强度指标和自流输送要求。     

基于模糊PID算法的同步顶升控制系统设计

针对江西铜业集团公司德兴铜矿所配备的斗容35m3的WK-35电铲在检修时需将上下盘分离的需求,提出一种MATLAB的参数自整定PID控制方法,设计出一套满足顶升要求的简单、经济的液压同步顶升作业装置,数值模拟结果表明该液压系统具有较好的动态特性、符合工程技术要求;结合相应PID控制理论,借助AMESim/Simulink耦合并行运算,完成电液结合高精度、高响应的同步顶升控制系统。     

旋流分级与立式砂仓联合水力造浆充填工艺探讨

武山铜矿现有的分级尾砂水力充填工艺是先分级后转运,再经过非搅拌水力冲砂,工艺环节多,环境污染严重,充填浓度难以控制,也无法与胶结充填系统配套,如改成旋流分级与立式砂仓水力造浆给料联合工艺,可大大减少中间环节,杜绝污染,也可用现代技术控制充填浓度,同时为胶结充填创造条件。     

全尾砂胶结充填技术在马庄铁矿的应用

马庄铁矿采用全尾砂胶结充填技术,实现了采矿无害化,污染物零排放的企业发展目标。将全尾砂和胶凝材料经搅拌筒搅拌后,形成均质的流动性好的浆体,采用全重力自流输送方式,经充填管道,对采空区进行充填,对相邻矿体进行回采。回填塌陷区和采空区,保护了原有的地质环境,矿石回采率达到了96%以上。     

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。     

武山铜矿胶结充填体顶板稳定性浅析

江铜集团武山铜矿自2007年开始在该矿北矿带试验下向水平分层胶结充填采矿法;通过两年多的实践摸索,解决了一系列工艺环节问题。由于胶结充填体作为采场顶板,故胶结体的稳定性研究是矿山生产技术的一项关键工作。本文从定性定量的角度分析了胶结体的受力状态,从采场实际生产出发,总结了提高顶板稳定性的措施。     

良山铁矿全尾砂胶结充填参数的合理选择

结合良山铁矿全尾砂胶结充填工艺的主要影响因素,提出不同充填配比参数并对其进行回归预测分析,得到影响充填体强度的主要因子及其与充填强度的关系曲线。根据采场参数,运用不同的数学模型计算出充填体的设计强度范围为0.18~1.30 MPa,并利用ABAQUS软件对采场回采后相邻采场中充填体的受力变形情况进行了模拟分析。结果表明：充填采场中配比为1∶8时充填体强度略有盈余;配比为1∶20时充填体强度不足,充填体会发生压裂破坏;配比为1∶15时充填体强度能满足采场安全要求。选择浓度70%,灰砂比1∶15的充填配比能够控制采场的变形和破坏。     

不同粗骨料对膏体凝结性能的影响及配比优化

甘肃金川铜镍矿似膏体充填料浆水化凝结时间迟缓、粗骨料离析程度大,严重影响充填浆体的质量。本文以金川二矿区全尾砂、废石和棒磨砂为实验材料,采用全面实验设计法,研究不同质量分数、粗骨料及尾骨比（全尾砂与粗骨料质量比）对膏体充填凝结性能、抗压强度和流变特性的影响规律。实验结果表明:全尾砂–粗骨料膏体中,粗骨料的比表面积和化学成分（活性MgO和CaO）是影响凝结时间的主要因素;凝结时间随尾骨比增加而缩短,屈服应力随尾骨比增加而增加,塑性黏度（全尾砂–废石、全尾砂–棒磨砂膏体）随尾骨比增加而增加;全尾砂–废石膏体抗压强度优于全尾砂–废石–棒磨砂膏体抗压强度;最短凝结时间及最佳抗压强度（全尾砂–废石膏体、尾骨比5∶5）比矿用凝结时间和抗压强度分别缩短2.1 h和增加33%以上。最后对凝结性能进行单目标及多目标回归优化,多目标回归优化表明:全尾砂–废石–棒磨砂膏体最佳凝结时间为270～300 min、尾骨比10∶6∶6～10∶7∶7、屈服应力为167.0～169.0 Pa;全尾砂–棒磨砂膏体最佳凝结时间为300～330 min、尾骨比10∶14～10∶16、屈服应力为164.0～167.0 Pa,满足矿山生产要求。      

浓密增效剂对尾砂料浆浓密性能的影响及机理

针对膏体充填技术中添加絮凝剂对尾砂浓密后浓度提高有限,且屈服应力增大,流动性降低等问题,研究了絮凝剂?浓密增效剂共同作用,进一步提高全尾砂膏体充填料浆浓度,降低料浆屈服应力,并从微观角度进行机理分析. 结果表明:通过沉降与流变试验发现,最佳添加工艺为加入絮凝剂沉降完毕后再加入浓密增效剂,固相质量分数可提高8.57%～10.13%,同时屈服应力降低6.68～12.85 Pa;多组分浓密增效剂不仅能降低单耗与成本,还可以提高膏体充填材料的抗压强度;灰砂质量比1∶12并添加浓密增效剂的膏体充填材料28 d抗压强度为2.5 MPa,与灰砂质量比1∶6未添加浓密增效剂的膏体充填材料强度相差小于20%;通过总有机碳（TOC）吸附试验与Zeta电位试验发现,浓密增效剂具有吸附与分散的作用,会打开絮凝结构,释放絮团间水,从而提高尾砂浓度,并改善尾砂颗粒的流动性.      

基于ANSYS和GeoStudio耦合的充填体底板稳定性分级

武山铜矿胶结充填体顶板在自重应力、爆破振动等作用下产生的不同宽度和深度的裂隙,当裂隙达到一定规模时将影响充填体的稳定性,文中采用ANSYS软件和GeoStudio2007的SIGMA/W模块来模拟含裂隙充填体顶板的应力应变情况,通过2个数值模拟软件的模拟结果的对比验证,研究含裂隙条件下的充填体稳定性,对充填体顶板在不同深度、宽度裂隙影响下的稳定性进行了分级并针对含裂隙顶板的不同稳定性状态提出了合理的支护建议.     

金山矿业公司充填尾砂物化特性试验研究

通过测试尾砂的物化性质,开展沉缩试验、沉降试验、渗透试验全面掌握了金山矿业公司尾砂的基本特性;对不同龄期、不同灰砂比及不同浓度尾砂充填体进行的强度试验,了解了金山矿业公司尾砂胶结充填体的强度性能,且进一步分析了尾砂充填体强度的影响因素,从而为井下充填采矿提供了基础技术数据支持。