粗骨料充填料浆改性技术研究

为解决湖北三宁矿业大管径低流速、长距离低压输送的工艺难题,研发了适用于粗骨料两相流长距离输送的SN01充填改性剂,可改善新拌充填料浆的和易性。在保持相同用水量情况下,可改善充填料浆的流动性,提高其塌落度。改善其物理性状,调节料浆的流变性,使充填改性料浆长时间保持稳定性,抗分层离析的时间延长,泌水量大大减少。     

考虑软化效应的隧道围岩自稳时间解析模型

现行隧道自稳时间解析法中未考虑地下水的软化作用,导致过高估计亲水软化性岩石的围岩质量。以具有典型软化特性的石膏岩为研究对象,探索水的软化作用对隧道围岩自稳时间的影响。采用试验和理论相结合的方法研究围岩自稳时间。首先,进行不同浸水时间下的石膏岩软化试验,研究其软化规律;通过试验获得石膏岩吸水率、弹性模量和泊松比分别与浸水时间之间的定量关系;在弹性模量与浸水时间及泊松比与浸水时间的定量关系中,引入完整性系数和富水系数,建立岩体力学参数软化方程。然后,基于经典的圆形轴对称隧道弹性解,考虑掌子面对隧道轴向位移的影响,推导出隧道临空面处无支护状态下的位移公式;把岩体力学参数软化方程嵌入此位移公式中,获得考虑软化效应的临空面位移解。最后,在此位移解中引入活跃跨度和围岩的临界位移值,建立考虑软化效应的隧道围岩自稳时间解析模型。该模型考虑了围岩体工程特性、岩石力学特性及岩石软化特性,能输出自稳时间与活跃跨度之间的关系曲线。经自洽分析法检验,该模型中自稳时间随各参数的变化规律与实际情况相符,模型具有自洽性。模型被应用于评价礼让隧道石膏围岩的自稳时间,现场反馈结果表明该模型更适合于现场应用。     

前河金矿充填采矿技术研究

前河金矿矿岩极其破碎,稳固性差,采用下向进路充填采矿法进行开采,由于原采矿工艺和充填质量的制约,生产能力低下。经过充填采矿工艺优化后,进行了急倾斜破碎薄矿脉采矿方法与工艺优化研究。通过采用超前预注浆+喷锚网联合掘进支护技术,壁后注浆及可缩性U型钢破碎巷道联合修复技术,并研发了多方法联合边界减震控制爆破技术、脉内超前预注浆或盲井钻机一次成井的掘进支护一体化技术,为系统的安全运行提供了保障,大大提高了矿山的充填采矿效率,降低了损失贫化率,减少了矿山巷道及采场的支护费用,给矿山带来了实实在在在的效益。     

大店沟金矿充填工艺方案论证

大店沟金矿目前存在井下安全生产管理难度大,贫化率、损失率偏高,尾矿排放成本高等问题。为此,大店沟金矿拟采用充填采矿法,并对充填技术进行了研究与设计,提出了立式砂仓尾砂浆充填、立式砂仓脱水尾砂充填、堆场脱水尾砂充填3个工艺方案,经过综合对比分析,认为立式砂仓尾砂浆充填工艺技术最优,但其造价比堆场脱水尾砂充填工艺高约10%,可通过优化系统布置等降低投资,因此,最终选择立式砂仓尾砂浆充填工艺作为甘肃中金大店沟金矿充填系统工艺方案。     

基于未确知测度理论的三山岛金矿充填工艺方案优选

针对三山岛金矿立式砂仓分级尾砂充填工艺存在放砂浓度低且波动大,深井输送流速高、磨损快,料浆离析、分层、泌水严重,充填成本高等难题,结合生产实际及国家重点研发项目要求,开展了全尾砂胶结充填工艺方案研究,提出了5种充填工艺方案。基于未确知测度理论,选择对充填系统影响较大的12个因素,如放砂浓度、制备能耗、溢流浓度、井下充填任务调节能力等作为评价指标,并建立了充填工艺方案评价模型。通过构建12个指标的单指标测度函数,得出5种方案单测度矩阵。依据评价向量,经一系列计算得出方案一优越度值最高,确定方案一为最佳充填工艺方案。该研究为三山岛金矿科学合理地选择最佳充填工艺方案提供理论支撑。     

泵送管道允许停泵时间试验研究

基于环管试验开展了泵送管道允许停泵时间试验研究,分别针对尾砂浆、水泥浆以及充填料浆进行了试验。低浓度料浆在低速输送的情况下,极易发生沉降,在高速输送的情况不发生沉降,但几乎都不允许停泵;而高浓度料浆,由于自身的抗分层离析能力强,临界速度降低,允许停泵时间随之增长,且灰砂比越大,料浆的允许停泵时间越长。     

井下充填挡墙构筑技术研究

在目前政治、环保、经济形势下,大力发展绿色矿山是矿山企业的主要发展方向,普及充填采矿法是大势所趋。井下充填挡墙是整个充填采矿法的一个重要环节,因此,对井下充填挡墙构筑技术进行了研究,阐述了井下充填挡墙的几种构筑形式,并对大断面充填挡墙、和小断面充填挡墙的结构进行了分析,详细介绍了2种挡墙土压力、锚杆抗剪力、挡墙基底静摩擦力、配筋等计算,可为井下构筑充填挡墙提供指导。     

低倍线高浓度充填料浆增阻圈增阻减压研究

深井开采矿山,由于充填倍线较小,垂直管段产生的势能大于沿程阻力损失,将产生剩余压头问题。剩余压头导致系统无法满管输送,加剧充填管壁磨损,导致管道输送处于极不稳定的状态,使充填系统无法正常运行。因此,开展低倍线高浓度充填料浆增阻圈增阻减压研究,实现深井充填系统的满管流输送,对于降低管道冲击磨损、保障矿山正常生产,具有非常重要的工程意义。     

软破富水围岩支护结构体控制疏水技术研究

某矿山矿床赋存条件复杂,矿岩大多松、软、碎,且闭合裂隙发育,工程地质条件差。开采过程中采场顶板控制及巷道支护难度大,加上节理裂隙水发育,使得巷道及周边岩体的稳定性持续弱化,导致后期支护强度及稳固效果难以保障,选择合理经济的支护方式难度极大。针对某矿山井下富水破碎矿岩内的富水巷道,提出了支护结构体控制疏水技术,通过在支护体与围岩间布置横向及纵向疏水软管,尽可能地将围岩裂隙渗出的水进行疏导,避免地下水聚集对支护结构体及围岩造成破坏。通过采用控制疏水方案,该区域支护后3年巷道稳定性状况良好,未出现因地下水而导致围岩及支护结构体破坏的情况。     

高陡山区长距离稳压膏体充填技术应用研究

大店沟金矿在开采过程中主要采用浅孔留矿法,导致损失率和贫化率大,作业安全条件差。为了解决矿山开采目前存在的问题,研发了超远距离膏体泵送充填技术。详细介绍了该充填系统的5个子系统,分别为尾砂浓密放砂系统,水泥储备给料系统,两段式搅拌制备系统,充填输送管网系统,计量控制系统。该充填系统的应用,有效解决了矿山开采的难点,损失率降低至5%以内,贫化率降至10%以内,且大量利用了尾砂,使尾矿处理成本降低20元/t,达到了较好的经济效益和社会效益。