全尾矿及分级尾矿胶结性能试验研究

采用自制胶固粉为胶结材料对河西金矿全尾矿及分级尾矿进行了胶结对比试验。通过对不同的养护龄期、料浆浓度及灰砂比条件下胶结体的单轴抗压强度进行测定,对自制胶固粉胶结全尾矿以及分级尾矿(-100目尾矿,-200目尾矿和+325目尾矿)进行胶结试验,得出不同粒度尾矿控制合适的料浆浓度和灰砂比可以满足不同强度要求的底层充填和面层充填需要,可为现场充填技术的应用提供工艺条件设计依据。     

提高武山铜矿分级尾砂胶结充填体质量优化与实践

武山铜矿采用分级尾砂下向胶结充填采矿法,通过对胶结充填体布筋改进、采用预埋设通风设施,降低胶结充填体水化放热的温度、采取预留排水管及增设双闸阀,有效提高结充充填料浆浓度、通过多点投料及在充填管端部加打顶柱,有效地防止了胶结充填体分层离析,并取得了良好的效果,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。     

武山铜矿分级尾砂胶结充填工艺成功改进与优化实践

全面系统地介绍了武山铜矿分级尾砂胶结充填工艺成功改进与优化的实践,摸索出了一套对胶结充填系统在运行时发生的一列问题的成功改进解决方法。     

金山金矿胶结充填工艺相关技术问题探讨

以金山金矿采空区处理、高品位残矿回收和富矿囊回采为工程背景,介绍了尾砂充填和胶结充填系统,以及选矿尾砂化学成分和分级尾砂胶结充填室内试验情况;着重分析了高品位富矿囊回采应用胶结充填工艺的相关技术环节,可为金山金矿胶结充填技术推广应用中参考。     

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。     

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．     

新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体强度研究

结合某矿山实际,采用实验室试验与数值模拟相结合的手段,研究了新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体力学强度特性及其作为采场顶板的稳定性.单轴抗压试验与巴西劈裂试验结果表明,灰砂比为1∶6、1∶12的新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体在7d、14 d、28 d、60 d养护龄期的抗压、抗拉强度,分别高于所对应灰砂比为1∶4、1∶8的42.5级水泥胶结分级尾砂充填体;并且灰砂比为1∶6、1∶12的新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体的早期抗压、抗拉强度均优于对应灰砂比为1∶4、1∶8的42.5级水泥胶结分级尾砂充填体;FLAC3D数值模拟结果表明:新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体,可以满足作为采场充填顶板的要求.     

尾砂胶结充填采矿法在金属非金属矿山的运用研究

充填采矿法根据回采工作面推进情况,应用充填材料对采空间进行充填的方式,而充填是回采中重要的工序,可以有效控制地压,根据充填材料、输送方式可以分类成干砂、废石类的干式充填采矿法,尾砂、碎石类的水力充填采矿法,尾砂、碎石配合水尼胶凝材料的胶结充填采矿法。本文对尾砂胶结充填采矿法在金属非金属矿山的开采情况进行分析,对尾砂胶结充填工作进行分析,对矿山开采发展有着广阔的前景。     

尾砂胶结充填新工艺在武山铜矿的研究与应用

为满足技改需求,扩大生产能力,武山铜矿的二期扩产设计采用下向分级尾砂胶结充填新工艺试验研究,通过研究改进胶结充填工艺过程、取消钢筋混凝土人工假底、扩大回采断面来扩大生产规模,提高工作效率。     

分级尾砂胶结充填体力学及声发射特性试验研究

胶结充填体力学性质、充填强度和损伤过程是影响矿山充填安全的重要因素。对单调加载条件下矿山尾砂胶结充填体力学及声发射特性进行研究,制作了不同配比条件下的圆柱型充填体试件,测试其单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、应力-应变曲线和声发射参数,研究分级尾砂胶结充填体的变形破坏特征。研究结果表明,分级尾砂胶结充填体养护时间和单轴抗压强度之间存在指数关系,提出分级尾砂胶结充填体强度-养护时间预测模型,从而为探究分级尾砂胶结充填体力学参数的成因及对其调节提供依据。     

全磷废料高浓度充填两相流环管试验研究

为了获取不同浓度的磷石膏充填料浆在管道输送过程中沿程阻力的变化趋势,采用剪切流变试验和环管试验对磷石膏充填料浆的流动性能进行研究。结果显示：磷石膏充填料浆沿程阻力随浓度的增加呈梯度增长,且浓度越高阻力增长越快。在既有充填管网和充填配比情况下,当磷石膏充填料浆管输流量低于190 m³/h时,50%～54%质量浓度的充填料浆沿程阻力变化不大,充填料浆质量浓度可提高至54%进行管道输送。鉴于充填管网的复杂性、弯头和坡度等均会导致充填管道输送总阻力损失的增加,充填系统设计须留有余量。     

分级细尾砂胶结充填体早期水化放热及强度演化特性

对分级细尾砂胶结充填体的早期水化反应及力学演化特性进行研究,对不同灰砂比充填体料浆进行水化放热及电阻特性测试,并根据扫描电子显微镜对早期水化产物进行微观形貌特征分析,最后在单轴压缩力学试验结果的基础上,分析早期水化反应进程及产物对充填体强度演化的影响。研究表明,灰砂比越大,水化放热速率及放热量越大,生成水化产物越多,体积电阻率越大。同时水化反应速率直接决定了充填体自身强度形成的快慢,生成的Ca(OH)₂减小了料浆体积电阻率,加快充填体自身强度的增长;随后生成的钙矾石（Aft）导致颗粒间孔隙更加致密,抑制了离子的溶解,减缓放出热量速率,从而阻碍了充填体强度的增长;当水化反应进行14 d基本结束后,充填材料凝结固化成为一个整体,强度基本稳定。充填体强度的变化呈现先迅速增加随后增加趋势逐渐减小直至稳定的趋势,为矿山采用分级细尾砂进行井下采空区充填、控制深部采场温度提供理论支撑及科学指导。      

沙漠砂贫混凝土在变电站塌陷治理中的应用

变电站内地下电缆沟槽纵横交错,而电缆沟本身空间狭小,这导致传统的回填方法无法夯实,且传统的回填土抗冲刷能力差,导致后期出现了不均匀沉降和因冲刷而诱发的塌陷。针对这种沉降和塌陷,以月牙湖330kV变电站塌陷治理为依托,提出一种有针对性的施工方法,也就是通过制备可以自密实的沙漠砂贫混凝土浆液,对这些狭小坑道进行灌注,解决了无法夯实的问题,且沙漠砂贫混凝土浆液固化后具有较强的抗冲刷能力,避免了后期使用中的冲刷塌陷,减小了维护频率。     

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。     

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。      

服务采矿工程教学研究的自动化充填料浆环管试验系统设计及应用

为实现矿山充填环管输送工艺的自动化运行,研制了一套自动化充填料浆环管试验系统。该系统主要由给配料系统、泵送系统、监测系统、管路系统和以PLC编程控制器为核心的自动控制系统等子系统组成,可完成充填料配比、料浆浓度、料浆流速、料浆流量、料浆温度等料浆流变参数及特性的测试工作,并自动绘制出各项测试参数之间的关联变化曲线。结果表明:该系统流速控制范围宽,管道布置方式多样,操作键盘化,集成度高,使用方便可靠,是进行矿业工程领域矿山充填研究与分析的重要基础设备,为科研与教学工作提供了自动化的试验与教学环境。     

基于响应面法的高寒矿山充填配比优化

采用中心复合试验研究采场温度、灰砂质量比和固相质量分数对高寒矿山充填料浆的强度特性和流动特性影响规律.利用多项式近似隐式极限状态方程,建立充填体强度、充填料浆坍落度和充填材料成本响应面回归模型.以回归模型响应值的满意度为输入,使用加权几何平均算法求得料浆充填性能整体满意度,采用基于整体满意度准则的非线性多目标优化技术对充填配比参数进行优化,得到高寒矿山不同采场温度范围下最佳灰砂质量比及充填料浆输送浓度.结果表明:采场温度低于5℃时,固相质量分数70%、灰砂质量比1:6的料浆整体满意度可达0.4~0.5,满足低温充填要求,且整体满意度随温度变化较小;当采场温度增至5℃之上时,温度提高充填性能整体满意度迅速增大,固相质量分数65%、灰砂质量比1:6的料浆满意度增大最快.      

焦家金矿尾砂固结充填体自立性能研究

充填体强度是应用充填采矿法矿山安全回采的重要参数之一.介绍了充填体自立的条件,并以焦家金矿尾砂固结充填体为例,对充填体的自立强度影响因素进行了分析,提出了充填体自立对浆体浓度及配比的要求,得出的充填体强度大于2.0 MPa才能揭露充填体保证安全生产的结论,给矿山的安全生产提供了理论依据.     

全尾砂胶结充填在某白钨矿山的应用

为防止或限制某白钨矿山采空区大面积塌方和地表沉陷,矿山对采空区进行了全尾砂胶结充填。该矿山根据尾砂粒级组成和胶结充填材料强度的试验结果,设计了全尾砂胶结充填系统的工艺流程,采用立式砂仓对低浓度全尾砂浆进行沉淀脱水形成高浓度全尾砂浆,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,经充填钻孔及井下充填管路自流或者加压输送至采场空区进行充填,并解决了一些胶结充填过程中的具体问题。     

膏体浓密机扭矩计算模型及其影响因素

基于泥床料浆的非牛顿体特征,以及料浆初始剪切应力与浓度的变化规律,本文提出了耙架扭矩计算模型.模型预测结果显示,耙架扭矩随底流浓度升高而增大,底流浓度对浓密机运行时的扭矩百分比的影响幅度可达4.67%,两者呈现为多项式函数关系.与此同时,泥床高度对耙架扭矩影响较小,影响幅度仅为0.27%.通过某铅锌矿膏体浓密机64 h运行过程实时监测数据对比,验证了模型关于底流浓度和泥床高度对扭矩的影响规律.