下向胶结充填采矿法的充填参数选择和工艺实施

我国应用下向胶结充填采矿法的主要金属矿山，在充填材料充填参数的选择及充填工艺的实施上各具千秋。本文详细介绍了这些矿山在预埋采场充填小井和回风井、安设充填接顶信号装置、构筑充填密封墙等方面的新技术、新工艺，并进行了简要的评价和建议。

湖南宝山矿全尾砂膏体充填参数优化研究

针对宝山矿干式充填采矿法无法满足矿山深部矿体安全高效开采问题,决定进行深锥浓密机全尾砂膏体充填技术改造,通过开展充填配比试验和全尾砂絮凝沉降静动态试验,结合矿山实际开采条件所需强度指标,对膏体充填参数进行了研究。结果表明:井下采矿打底、胶面,一步人工矿柱,二步(或嗣后)采场的推荐配比分别为水砂比1:6,1:10,1:20,质量浓度为(73±1)%,深锥浓密机全尾砂底流质量浓度要求为(72±1)%。沉降速率影响因素:絮凝剂种类>矿浆质量浓度>絮凝剂用量,推荐絮凝沉降浓密参数:A110阴离子型絮凝剂用量为50 g/t,矿浆稀释质量浓度约为11%,给料速率为0.51 t/(m^(2)·h)。

膏体充填参数对岩层移动控制作用数值模拟分析

为研究膏体充填开采对上覆岩层移动控制作用及地表沉陷影响,以某矿建筑物下固体废弃物充填采煤项目为工程背景,针对充填开采3个主要参数:充填体强度、充填率和压实率,充填效果评判标准选取地表最大下沉值和水平变形极值,利用FLAC数值模拟软件,采用控制变量的方法,研究了各参数对上覆岩层移动的影响。研究结果表明,为保证充填效果,充填体强度应不小于1.5 MPa,充填率不小于85%,压实率控制在20%以内。研究可为煤矿开采中膏体充填成巷技术的现场利用提供理论参考。

下向进路胶结充填采矿法充填参数选择及工艺实施的新技术

下向进路胶结充填采矿法是开采矿岩不稳固矿体最有效方法,新疆喀拉通克铜镍矿二期开采富矿首次采用。文章针对充填中充填材料及参数的选择,充填体强度确定,工艺实施关键问题进行了探讨;介绍了人工假项制造,充填密封墙,充填接顶,预留碎矿垫层及铺设塑料薄膜,预留充填通风井等提高工艺实施的办法。

膏体充填参数对上覆岩层破坏规律的数值模拟研究

传统的条带开采中,巷道开挖后扰动了巷道上方原岩应力的分布状态,巷道上方的顶板在二次应力场的作用下会发生变形、破坏,严重时会导致结构失稳、垮塌和破坏。为研究不同的膏体充填参数对覆岩应力分布规律的影响,本文运用数值模拟的手段以小屯矿条带充填开采为背景,选取采空区顶板及煤柱塑性区破坏范围、巷道顶板和煤柱的下沉量作为充填体的充填效果,得出不同充填体的充填率、充填体强度对上覆岩层破坏规律的影响。

基于絮凝沉降实验的膏体充填参数优化

为解决拜什塔木铜矿因尾砂含泥量高而导致的沉降脱水效果差及膏体输送阻力大等问题,基于絮凝沉降实验确定了适用于该矿的全尾砂膏体充填参数。首先,利用拜什塔木铜矿全尾砂与不同絮凝剂开展了尾砂絮凝实验,优选了最为适合该矿的絮凝剂;然后,根据选定的絮凝剂开展了不同单耗条件下的尾砂沉降规律研究;最后,基于确定的最佳絮凝剂单耗,采用自制的深锥实验装置开展了室内动态沉降与压密取样实验。研究结果表明:絮凝剂可以明显提高全尾砂沉降效果,以沉降速度为判据,Magnafloc5250絮凝剂的絮凝效果最优,且在该絮凝剂掺量为25g·t^(-1)时其技术经济效益最佳;从动态压密、底流取样两个角度对底流浓度进行了研究,确定浓密机最佳底流浓度为70%~71%。

工作面沿空留巷充填参数及支护方案设计

为解决山西某矿采掘接替紧张的问题,在22301工作面探索采用沿空留巷充填开采的新技术。22301工作面地质条件相对简单,本文针对工作面实际情况及开采强度,对巷旁充填体、充填设备及充填区域上方顶板支护进行了方案优化设计,为解决制约山西某矿高产高效问题提供了解决方案。

井下泵送混凝土充填工艺配比参数试验研究

兴发集团兴隆矿利用废石破碎成-10mm且具有连续级配的碎渣作为充填骨料,采用泵送混凝土充填工艺,经充填料浆流动性试验及强度配比试验确定,其充填浓度为82%、砂灰比为4时,能够满足泵压输送及回采强度的要求。

极细全尾砂胶结充填参数优化的试验研究

针对极细全尾砂胶结充填的充填体强度低、胶凝材料消耗量大等问题,以某矿山为实例,通过细粒全尾砂性能评价、自然沉降试验、塌落度试验、配比强度试验和自流输送试验及计算和分析,获得了最佳的充填技术参数。试验结果表明:全尾砂浆沉降24h后其最大浓度为73.4%,仅靠自然沉降无法满足矿山连续充填作业的要求。当全尾砂浓度为78%以上时,难于实现自流输送。为全尾砂浆浓度为74%~76%、料浆流量为150m3/h、管道内径为150mm时,管内料浆流速为2.36m/s,管道输送阻力为2.1kPa/m~4.4kPa/m,可实现自流输送的充填倍线为4~11。当全尾砂浆浓度为76%、灰砂比1∶4~1∶8时,充填试块60d的强度为1.78 MPa~3.62MPa,可满足矿山采空区充填的强度要求。

下向进路高水固结尾砂充填主要参数的研究

研究了下向进路高水固结尾砂充填体配比、承载层强度及进路宽度等主要参数 。

安庆铜矿高浓度尾砂结构流充填工艺参数设计

为解决安庆铜矿充填系统工艺技术问题,将现有的分级尾砂充填系统改造为高浓度结构流充填系统。通过对该矿尾砂材料进行取样,在实验室分别进行了全尾砂粒径、物理化学参数测定试验,沉降及泌水试验以及充填料浆扩散度测定试验。根据料浆的沉降性能和扩散度试验结果,设计了48组充填料浆配比试验,并对试块进行了单轴抗压强度测定。研究表明:(1)在该矿现有的分级尾砂中添加一定比例的细尾砂(添加量占总尾砂量15%~20%),可使得充填料浆的均匀性得到较大提升,可以实现充填料浆由现有的两相流转变为结构流;(2)在结构流充填料浆中,当灰砂比为1∶10~1∶4、浓度为70%~72%、28 d标准养护龄期的充填体强度为0.9~3.47 MPa时,可以满足该矿大直径深孔嗣后充填采矿工艺对充填体强度的要求。

充填材料特性试验研究及充填工艺参数选择

充填料浆流动性和充填体强度是影响矿山充填质量的关键因素。通过开展粗骨料膏体充填料浆流动性及泌水率试验,确定合理的粗骨料膏体浓度范围,并以此浓度范围为基础,开展了充填体强度配比试验,测试了不同浓度、不同灰砂比条件下充填体单轴抗压强度。同时结合强度试验结果分析了充填体强度影响因素及规律。结合矿山生产实际,确定了最佳充填工艺参数,推荐充填工艺参数为:充填料浆浓度74%、底部充填体灰砂比1∶4、顶部充填体灰砂比1∶8。

局部充填过空巷技术充填体参数研究

为了消除木瓜煤矿10-102综采工作面过空巷时的安全隐患,建立空巷内局部充填顶板力学模型进行充填体合理间距的理论计算,并应用数值模拟软件建立空巷局部充填模型分析不同充填体长度对过空巷时工作面顶板下沉量进行分析,确定了8m长的充填体长度、8m的充填体间距的局部充填参数。通过现场应用并对工作面过空巷时液压支架的受力情况进行分析,发现工作面推至空巷时平均支架压力较距空巷40m时上升9.7%,且过空巷过程中并没有安全阀开启,该施工参数可保证工作面顺利安全的通过空巷。

超高水充填开采覆岩运移控制效果研究

为探究不同参数下超高水充填开采覆岩运移控制效果,确定最佳的充填参数,以义能煤矿1302工作面为工程背景,结合现场监测和数值模拟等手段进行深入探究。通过UDEC模拟得出:当充填率一定时,水体积比越大,覆岩塑性区高度越高,应力集中程度越大,直接顶随着水体积比不断增大由弯曲向破断转变,在水体积比为95%时发生破断。通过现场实测发现开采过程中最大工作阻力为37.2 MPa,最大应力集中系数为1.81,回采巷道顶板最大下沉量为24.5 mm,围岩变形小,地表平均曲率为0.03 mm/m^(2),水平变形在-0.28~0.4 mm/m,地表变形程度小,地面建筑得到良好保护。

村庄下压煤短壁间隔充填开采技术研究与应用

为了解决村庄压煤遏制矿井可持续发展的问题,以刘东煤矿10#煤层压煤开采为研究背景,提出四种开采方案,运用经济学原理确定了采用短壁间隔充填开采方式回采刘东煤矿510采区村庄压煤区域。然后,结合关键层理论及结构力学特征确定了条带充填宽度和充填体强度,采用FLAC3D数值模拟软件确定了充填开采回采工艺。最后,应用室内物理模拟方法验证确定了充填开采工艺参数及回采工艺的准确性。通过上述分析结果可知应用短壁间隔充填开采技术可成功回采村庄压煤采区,对相似条件下的村庄压煤开采具有重要的参考意义。

基于矿冶固废的膏体充填工艺技术及其应用

充填工艺参数的合理性,是保障采场充填质量的核心,充填质量是保障充填采矿安全回采的关键。基于冶炼渣、尾砂等一般工业固体废物制备膏体充填料浆,通过测试充填材料的基本特性,并结合充填料浆相关特性试验结果,确定了最佳的充填工艺参数:假底层充填体强度3.0 MPa,接顶层充填体强度1.0 MPa;冶炼渣和尾砂质量比(3∶7)~(5∶5);充填料浆浓度74%~78%;假底层充填灰砂比1∶5,接顶层充填灰砂比1∶10;充填流量90~110 m^(3)/h。结合矿山生产实际进行了充填系统方案设计,确定了核心工艺方案。最终经现场生产验证,所推荐充填工艺能够满足生产需求,且充填效果良好。

赵庄矿边角煤矸石充填开采技术研究

针对赵庄矿矸石充填开采工作面C5301的具体地质条件,采用"简支梁"理论分析和确定充填开采参数,采用三次充填开采回收煤柱;确定了C5301工作面的巷道布置方式和回采设备;同时分析确定了矸石充填方案。经过经济技术分析,在赵庄矿进行矸石充填开采在技术上是合理的,在经济上是可行的,并为类似条件下的推广应用提供了经验。

基于正交试验的细尾砂-分级尾砂充填体强度研究

为解决某矿山细尾砂充填体流动性差、强度低的问题,通过正交试验和胶结充填试验,探究尾砂料浆浓度、胶凝材料掺量、外加剂掺量和细尾砂掺加比例对充填体强度的影响,得出了各因素影响充填体强度的重要性顺序。通过多元回归分析确定推荐配比参数,并结合试验结果和SEM分析,对充填体微观结构进行进一步的探究。结果表明:各因素影响充填体强度的重要性顺序依次为胶凝材料掺量、料浆浓度、外加剂掺量和细尾砂掺加比例。通过控制变量,可得充填体强度的增长规律,即增大料浆浓度和胶凝材料掺量,均可提高充填体强度;在合适的掺量范围内,充填体强度随外加剂掺量的增加而提高;细尾砂掺量对充填体强度产生较复杂的影响。实际矿房充填推荐配比参数如下:料浆浓度为70%,胶凝材料掺量为20%,外加剂(减水剂)掺量为1‰,细尾砂掺量为30%。掺加外加剂可使充填体水化反应更充分,有助于提高其强度。研究表明,细尾砂充填体强度和流动性可以满足矿山实际矿房充填的要求。