巴西劈裂下全尾砂胶结充填体抗拉强度特征研究

研究充填体抗拉强度对维护采场稳定具有重大参考价值。充填体的破坏过程也是能量耗散的过程,养护龄期、分层数等因素直接影响充填体的强度大小及能量耗散。以全尾砂为骨料,制备一组质量浓度为78%,灰砂比分别为1∶4、1∶6、1∶8,养护龄期分别为3 d、7 d、14 d、28 d的胶结充填体进行巴西劈裂实验,分析了养护龄期与分层数对充填体强度、能量耗散及破坏规律的影响。结果表明:灰砂比一定时,不同分层的充填体的强度随养护龄期呈正相关关系;养护龄期一定时,强度与灰砂比呈正相关关系,分层会形成结构弱面,降低充填体强度。巴西劈裂过程中充填体的能量耗散随养护龄期的增长而增大,与强度变化特征一致;室内实验结果可以看出,充填体裂纹起裂点大多位于充填体中心点处,在破坏时主裂纹伴随无数微裂纹从中心点处开始萌生、扩展直至贯穿整个充填体,呈不规则形状向加载直径上扩散。不同分层充填体裂纹扩展较为连贯,部分充填体出现了分层界面局部错动的情况,断裂特征多为中心断裂与偏心断裂的复合式断裂。研究结果可为充填采矿设计、实际矿山充填提供理论支持。

“双碳”目标下云南省废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站可行性分析

为助力“双碳”目标的实现以及对废弃、再生资源的循环利用,云南省利用矿山开采遗留下来的采空区建设清洁能源发电站符合现实需要。而在实际废弃矿山改造过程中,实现多元耦合开发利用模式,更有利于再生能源的渗透和维持电网的稳定运行。根据水光互补发电特性原理,结合云南省自然资源能源禀赋特征,从废弃矿山光伏-抽水蓄能电站工作原理及结构、关键技术、经济效益估算等几个方面论述云南省建设废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站的可行性。分析结果表明,云南省已累计超过15亿m3的采空区及丰富的自然资源、能源为光伏-抽水蓄能电站建设提供了有利条件;且云南省近几年清洁电力的比重也在不断攀升,2022年,清洁电力的占比已达到87.7%;由废弃矿山光伏-抽水蓄能电站实例计算得出,该矿山每年可产生的电量收益达1.2亿元,按照设计年限20年计算,共计产出约24亿元的收益。综上所述,云南省废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站建设优势较为显著。

低活性冶炼渣-全尾砂胶结充填体强度特征分析

针对矿石选冶过程中产生的尾砂及冶炼渣等固体废弃物,将其作为充填材料充填至井下采空区,对于实现矿山固废利用具有重要意义.本文选用某矿山冶炼渣、全尾砂为原料制备不同配比充填体试块进行单轴压缩试验,探究了不同冶炼渣掺量、质量浓度、灰砂比条件下充填体强度的变化规律,并通过响应曲面法分析各因素耦合作用下充填体强度的影响特性,运用Design-Expert软件建立实验因素与响应值关系的三维曲面图和等高线图.实验结果表明:其他条件固定不变,冶炼渣的添加在一定程度上降低了充填体的单轴抗压强度,且28 d充填体强度值降幅大于7 d充填体强度值降幅;质量浓度由74%提升至78%,灰砂比1∶4、1∶6、1∶12条件下,充填体7 d抗压强度增长率达到最大,分别为79.66%,91.96%和121.05%;当质量浓度、养护龄期一定时,随着灰砂比的降低,充填体试块单轴抗压强度有明显降低趋势.根据响应面设计原理,通过方差分析得到实验因素对响应目标的显著性影响次序依次为:灰砂比、质量浓度、冶炼渣掺量;由交互作用分析得到灰砂比和质量浓度对试块单轴抗压强度影响最显著;通过回归模型选择充填料浆的最优配比为冶炼渣掺量30%、质量浓度78%、灰砂比1∶4.