全磷废料绿色充填理论与实践

随着我国矿山绿色开采、资源循环经济战略的提出,"就近取材"成为矿山充填材料来源的首选。本文系统总结了国际首例全磷废料即磷石膏作为充填骨料,黄磷渣为胶凝剂的绿色充填理论与工艺。从材料的物化特性、流动性、强度时效性以及安全和环保的角度,探讨了全磷废料作为充填材料进行磷化工矿山充填的可行性,并在磷石膏环管试验结果的基础上,对原有的磷石膏充填工艺进行改造,提出了适应磷石膏物料特性的似膏体充填新模式,为我国磷化工企业矿山的绿色、安全和高效开采提供了示范。

马路坪矿深部开采岩爆倾向性模糊综合评判

开阳集团马路坪矿经过40多年的开采,某些中段即将进入深部开采的范围。为预测马路坪矿4种主要岩石在750中段、700中段和600中段的岩爆倾向性,对这4种岩石进行岩石力学试验,同时提出由不同影响因素构成的多种评判指标,通过理论预测法进行岩爆的模糊数学综合评判,最后运用级别变量特征值Hj作为评判准则来判断这4种岩石在3个中段的岩爆倾向性,得出这4种岩石随着开采深度的加大而岩爆倾向性增强的趋势。

深部硬岩截割特性与机械化破岩试验研究

为了研究深部采矿应力条件对硬岩矿体可截割性和采矿效率的影响,针对深部采矿过程中独头掘进掌子面、采场半岛或全岛型矿柱以及矿岩松动区内的应力环境,通过真三轴实验平台在方块花岗岩样上分别构建双轴、单轴、较低甚至无受限应力条件,开展镐型截齿破岩试验;采用悬臂式掘进机、挖掘机载铣挖头、挖掘机载高频冲击头和铲运机载高频冲击头4种机械破岩设备对松动区矿体进行破岩实验。实验结果表明:硬岩在较低的单轴受限应力下需要的破岩峰值载荷和截割功最低,具有最优的可截割性;通过开挖深部诱导工程,增加矿体的临空面数量,将双轴受限应力改变为单轴受限应力,同时伴随矿岩松动区的形成,受限应力大幅降低,可有效提高硬岩矿体的机械化破碎适用性;在试验采场,通过高清钻孔电视监测诱导工程围岩的松动区分布情况,测得半岛型矿柱的松动区厚度范围为1.84~2.54 m,松动区呈“U”形分布;基于多截齿旋转切割破岩的悬臂式掘进机采矿平均工效为107.7 t/h,采矿过程连续性强,具有最高的采矿效率和较强的机械稳定性。

充填开采过程中岩体能量释放规律研究

充填法开采过程中充填体与岩体的耦合力学作用是一个能量耗散过程。分析了岩石破坏比能,采用有限元方法研究了矿床开采过程中岩体能量的释放规律。研究表明,随着开挖体积的增加,岩体能量释放率逐渐增大,且随开挖体积呈二次曲线增长,采场充填对于减小岩体能量释放率具有显著的效果。

磷石膏胶结强度试验研究

磷石膏是一种超细酸性废料，堆放地表不仅占用土地，而且污染环境，为此探讨了将磷石膏充填于井下采空区的可行性，研究了磷石膏的胶结性能。试验发现粉煤灰与磷石膏在胶凝活性、酸碱度等方面具有互补性，通过大量试验和水泥、粉煤灰与磷石膏的胶凝机理研究，得出了磷石膏与水泥、粉煤灰（6～8）：1：1的合理配方，井下充填的工业试验结果表明，充填体强度达1．8MPa以上，且不会对环境和水体产生有害影响。