大团山矿床下部矿体开采技术探讨

大团山矿床-580 m以上采用大盘区开采,随着开采的深入地压逐渐增大,形成的采空区没有得到及时地处理,地压显现明显,给矿山安全带来一定危害,成为制约矿山安全高效开采的首要问题。随着-580 m中段以上开采矿量的逐步消失,必须尽快使-670 m和-730 m中段投产,以接替上部逐渐缩减的矿量,因此对该矿床-580 m下部矿体开采方法及矿岩稳固性展开研究。     

水泥-尾砂充填体常规三轴压缩性能研究

由充填体常规三轴压缩强度和变形试验得到了峰荷应力和应变及相关试验曲线,对充填体三轴受压渐进破坏过程进行了描述分析。试验中看到,充填体在轴压下产生的裂缝的发展因施加围压而受到抑制,这种约束与围压成正比,即充填体破坏形式从零或低围压的脆性破坏到高围压的塑性软化流动。工程实际中,充填体多数情况下处于多轴受力状态,因此对充填材料进行多轴应力下的强度和变形行为研究具有现实意义。     

水泥-分级尾砂充填材料渗透性能研究

水泥-分级尾砂充填料浆的透水性对其沉降、脱排水、固结硬化、力学等性能都有直接影响,较优的强度参数在一定程度上取决于其渗透性,通过试验测得数据,根据达西定律计算出不同条件下料浆渗透系数,分析渗透性的变化规律.结果显示:水泥掺量(配比)和浓度对料浆渗透性影响明显,浓度相同时渗透系数随灰砂比的降低而增大,配比相同时渗透系数随浓度的减小而提高,了解和掌握料浆在采场中所处状态,对渗水情况和固化过程进行准确估测,可为下一步充填和开采提供依据.     

胶结充填材料力学特性影响因素回归分析

用回归的方法分析试验效据,研究对充填材料力学性质的影响因素.结果表明,决定充填体强度的主要因素是作为胶凝材料的水泥,干料中水泥含量从7.69%增加到20%,对应试件的强度增幅非常大.影响充填体强度的主要因素还有龄期和质量浓度.同一浓度条件下,龄期对强度具有极大影响,随龄期增加,其强度呈对数形式递增.对于同一龄期的不同浓度试件,随着浓度的变化强度增幅较为缓慢,3d和7d龄期试件强度更是如此.抗压强度与单位体积水泥耗量、浓度、龄期、干料中水泥含量的关系可以用拟合公式表达,拟合公式和实测值能够较好的吻合.     

冬瓜山铜矿极细粒级全尾砂高浓度连续放砂实践

冬瓜山铜矿是一个复杂型难采的现代化矿山,其矿体赋存于地下千米左右,采用充填法回采。因尾砂粒级很细,若采用分级尾砂充填,尾砂缺口太大,不能满足二步骤回采的需要,同时选矿排出的极细粒级全尾砂中含硫较高,对井下温度、充填体强度影响很大。因此实现高浓度、连续全尾砂充填、保证合格的充填质量,是冬瓜山铜矿达产达标的关键。通过对立式砂仓进行了一系列重要的改进,研制了全尾砂高浓度连续制备设备,在工业试验和生产中效果良好,完全能够满足生产需要,解决了冬瓜山铜矿实际生产中的技术难题。     

冬瓜山铜矿全尾砂快速沉降与高浓度输送研究

极细粒级全尾砂的快速沉降和高浓度放砂及输送是国内外矿山充填中面临的主要问题,它是制约高浓度全尾砂胶结充填的技术难点.针对存在的问题,通过相关技术研究,比较系统地测定和分析了冬瓜山铜矿选厂所排全尾砂的快速沉降和水泥一全尾砂充填料浆在不同条件下的输送特性,将其研究成果应用于生产,使生产成本降低,全尾砂快速沉降与高浓度输送得以实现,各项相关技术指标均达到国际先进水平.     

单轴压缩下尾砂胶结充填体细观能量耗散与损伤表征研究

尾砂胶结充填体在两步骤回采中充当人工矿柱支撑采场顶板,其稳定性对矿柱的安全回采至关重要。基于室内试验进行尾砂胶结充填体细观参数标定,建立了尾砂胶结充填体颗粒流模型,开展了单轴压缩下尾砂胶结充填体细观力学特性研究,构建了尾砂胶结充填体细观能量指标体系,探讨了尾砂胶结充填体细观能量演化及耗散特征,揭示了尾砂胶结充填体破坏形式;结合能量耗散理论,考虑残余应变能影响,引入修正系数λ,提出了改进的损伤变量D,较好地表征了尾砂胶结充填体损伤演化过程。研究结果表明：尾砂胶结充填体细观能量主要由边界能输入,一部分通过能量积聚转化为平行黏结应变能和线性应变能,另一部分通过能量耗散转化为黏结阻尼能、摩擦能、介质阻尼能和动能;尾砂胶结充填体细观能量演化过程具有阶段性特征,包括能量积聚和能量释放两个阶段,在能量耗散阶段体现明显的延性破坏特征;尾砂胶结充填体细观损伤表象为颗粒错动和黏结破坏,考虑残余应变能的改进损伤变量更准确,能较好地反映尾砂胶结充填体延性特征。研究成果可为尾砂胶结充填体稳定性控制提供理论指导。     

单轴拉伸条件下充填体的力学性能研究

对安庆铜矿特大型采场不同配比的充填体进行了单轴抗拉试验,根据试验测得的单轴抗拉强度、线性阶段弹性模量、峰荷应变结果,分析了这些力学性质的变化规律,对矿山提高充填体质量具有一定的指导意义,同时也对其它工程领域有一定的借鉴作用.     

高浓度水泥尾砂充填体力学性能研究

根据矿山深井开采的需要,对不同灰砂配比、重量浓度和养护时间的高浓度水泥尾砂充填体试块在建材压力机上进行了无侧限单轴压缩强度测试。根据试验测得的单轴压缩强度参数,对影响充填体单轴抗压强度的因素进行了分析,阐述了配比、浓度、龄期对充填体力学性能影响及其变化规律,对矿山深井开采中的充填工作有一定的指导作用。     

最大干密度条件下散体岩石物料的抗剪特性

为探讨最大干密度条件下矿山排土场散体岩石物料的抗剪特性,采用室内直剪试验对散体岩石物料的最大干密度及其抗剪特性进行研究。结果表明:粗颗粒含量为60%～70%时,散体岩石物料的干密度达到最大,其最优含水率呈现最小值;在最大干密度状态下散体岩石物料的"结构性"和"摩擦性"得到增强,其抗剪强度参数较天然状态c值增长14%～115%,φ值增长53%～72%;最大干密度状态下,散体岩石物料剪切过程整体上可分为启动、发展、破坏3个阶段,剪切曲线呈现应变硬化特性;试样在剪切启动阶段剪缩,发展阶段由剪缩逐渐转化为剪胀,破坏阶段剪胀效应增强。研究结果可为掌握排土场散体岩石物料的抗剪特性提供参考。