查干银矿1~#矿体胶结充填材料配比及成本优化

针对查干银矿 1# 矿体所采用的下向分层碎石胶结充填法 ,进行充填材料配比试验及成本优化试验研究 ,得出了满足查干银矿井下胶结充填安全生产条件和达到最佳充填直接成本的充填材料最优配比 :a .首采分层为水∶水泥∶河砂∶碎石 =0 .8∶1∶3 .2∶9.6;b .首层以下为水∶水泥∶河砂 :碎石 =0 .8∶1∶4.8∶14.4。

某磷矿碎石混凝土充填材料配比试验研究

针对某磷矿采用混凝土胶结充填替换掉不稳定矿柱处理空区的方案,开展了碎石混凝土充填材料配比试验研究。针对影响充填材料强度的因素,以碎石和棒磨砂作为充填骨料,试验采用正交试验的方法进行设计,并对试验结果采用DPS数据处理软件对充填体7d及28d试验结果进行非线性规划,采用二次多项式逐步回归方法,可得到单轴抗压强度与料浆浓度、砂灰比和砂石比的关系式。最终确定充填材料配比参数为砂浆浓度78%、砂灰比为2、砂石比为4∶6。该配合比混凝土充填体28d单轴抗压强度可达到14MPa,7d单轴抗压强度可达到8MPa,满足采矿工艺对充填体的强度要求。

基于无废企业工业废料充填体强度与材料配比优化研究

为了构建无废企业,某煤电一体化企业采用连采连充式充填来循环再利用其生产的工业废弃物。结合充填工艺特点,以矸石和炉渣为骨料,粉煤灰、石膏、水泥和电厂废水配成的浆液为胶结材料,用DPS数据处理系统建立回归模型,通过方差分析与响应曲面分析法分析双因素交互作用下对充填体强度影响。研究结果表明,石膏水泥比与矸石浆液比交互作用影响最大,其次是粉煤灰水泥比与矸石浆液比的交互作用,石膏水泥比与粉煤灰水泥比交互作用影响最小。根据优化结果得到最终配比为石膏水泥比0.1,粉煤灰水泥比0.35,矸石浆液比2.9,以此参数得到充填体试验最终强度为5.21 MPa,其相对误差小于5%。研究结果可为无废企业的废弃物的循环再利用提供借鉴。

磨细粉煤灰调控矿渣基充填材料配比优化以及硬化机理研究

为实现粉煤灰与高炉矿渣的高效利用,并研发低原料成本高性能的矿山用胶结充填材料,开展了一系列正交配比优化试验,探究了粉煤灰掺量、Ca(OH)_(2)、Na_(2)SO_(4)与料浆质量浓度等因素对矿渣基胶结充填材料的抗压强度、流动性与凝结时间等性能的影响,并获得了最优的参数配比,同时利用热重差热分析以及扫描电镜微观分析研究了磨细粉煤灰对矿渣基材料的调控机制与硬化机理。结果表明:正交试验中充填体7 d与28 d的抗压强度分别大于2.6 MPa与6.8 MPa;Ca(OH)_(2)的碱激发对提升3 d抗压强度起到重要作用,而粉煤灰掺量对充填体各龄期的抗压强度提升起到重要作用;充填材料最优参数配比(Y样品)为:磨细粉煤灰掺量30%、Ca(OH)_(2)掺量15%、Na_(2)SO_(4)掺量5%与料浆质量浓度80%。硬化机理分析表明:磨细粉煤灰的掺入,使矿渣基胶结充填材料110℃附近的C-S-H与钙矾石等水化产物吸热峰增大,Y样品3 d与28 d的失重量分别为4.80%与4.96%,证明充填材料体系不断反应,产生更多的C-S-H与钙矾石,二者连接生长在一起,充填体的结构比较密实且孔隙减少,提供较大的抗压强度。

矸石膏体充填材料配比优化

为了合理确定岱庄矿矸石膏体充填材料的合理配比,采用均匀设计方法开展了28组实验,研究粉煤灰、水泥、矸石的不同配比对膏体坍落度、分层度、泌水率、充填体早期强度和长期强度的影响规律。基于关键层理论提出了充填体长期强度的计算公式,并采用Matlab软件拟合出了矸石膏体充填最优配比,即粉煤灰∶水泥为3.2、矸石∶水泥为4.5、料浆质量浓度为75.3%。该条件下对应的充填性能参数分别为:坍落度184.44 mm、分层度13.87 mm、泌水率1.48%、充填体早期强度0.16 MPa、充填体长期强度3.89 MPa,与实验结果基本吻合。

衰老矿井短壁条带绿色充填开采技术研究与应用

针对东坪煤业“三下”压煤量大、矿井资源衰竭、村庄搬迁困难等问题,必须探索新型的采矿工艺实现矿井现有煤炭资源的可持续开采,通过理论分析、室内试验和现场实测等手段,提出了短壁条带绿色充填开采技术,对工作面布置、充填材料配比、支巷参数和地表变形规律进行了研究,该方法已在东坪煤业15号煤层进行了实验开采,获得了较大的经济和环境效益,可为类似条件的煤层开采提供一定的借鉴。

某金矿充填系统的设计方案与研究

针对某大型矿山现难以找到合适的尾矿库,采空区给下部开采带来安全隐患,矿山开采后带来地面塌陷等问题,针对该矿山工程地质条件、矿体赋存条件提出了3种适合该矿山开采的充填采矿法。另外,结合目前充填技术和该矿实际开采现状,选用全尾砂膏体充填法。矿山充填系统设计包括充填系统工艺方案、充填材料配比试验、充填设备选型等,要以矿山的实际情况具体考虑设计方案。对以上3点进行研究与设计,为类似矿山的充填系统设计提供参考。

梁家煤矿似膏体连采连充技术及工程实践

为解决梁家煤矿三下压煤问题,以2112工作面开采为工程背景,提出了短壁连采连充似膏体充填开采方法,优选了一种以炉渣、粉煤灰为主的似膏体充填材料配比,构建了由充填材料地面制备、井上下输送系统及短壁工作面连采连充一体化的绿色循环开采系统,并进行了地表变形控制效果预计及实测。方案应用结果表明:当粉煤灰质量占比65%、炉渣26%、水泥熟料7%、早强剂1%、减水剂1%和水胶比0.5时,粉煤灰-炉渣似膏体充填材料料浆浓度为66.7%,充填体单轴抗压强度可达到9 MPa,满足工程要求;梁家煤矿采用短壁连采连充开采方法,实测地表最大沉陷200 mm,地表控制在Ⅰ级损坏范围内,实现了不迁村建下安全高效开采。该技术在梁家煤矿的成功运用丰富了充填技术体系,可为其他矿井提供工程技术借鉴。

不同配比及浓度条件下钽铌矿尾砂胶结充填体力学性能研究

为得到某钽铌矿尾砂胶结充填体不同配比和不同浓度下的力学特性参数,实现矿山安全、经济的生产目标,对灰砂比分别为1∶4、1∶6、1∶8和1∶10,料浆浓度分别为68%、72%和76%的充填体试样开展系列试验研究.通过单轴压缩试验,得到了不同配比、不同浓度料浆条件下的充填体单轴抗压强度与弹性模量和泊松比之间的关系曲线;通过不同剪切角度下的剪切试验,绘制了不同浓度料浆条件下充填体正应力、剪应力和不同灰砂比之间的关系图,计算出了充填体内聚力C值和内摩擦角φ值;通过巴西劈裂试验,得到了充填体的抗拉强度与不同配比和不同浓度料浆的对应变化关系.研究结果可为该矿山采取充填法采矿方案的设计及优化提供科学依据,也可为同类矿山充填材料配比和料浆浓度设计提供参考.

西马矿膏体充填材料最佳混合比确定

降低生产成本并满足现场工程要求是选择充填材料配比要考虑的2个主要指标。采用正交实验设计方法确定实验方案为三因素五水平,三因素为水泥含量百分比、灰矸比和膏体浓度。对实验结果进行直观分析和方差分析,得出影响早期强度的因素是水泥量百分比和膏体浓度,影响最终强度的因素是水泥量百分比和灰矸比。应用多元线性回归和高斯消去法求解出膏体浓度的最优配比:水泥量百分比为12.705%,灰矸比为0.400,膏体浓度为77.498%。最后对最优配比的强度进行实验室测试,第7 d的测试结果为0.93 MPa,第28 d的测试结果为3.21MPa,都满足现场工程要求。

下向水平进路充填采矿法的研究与应用

针对矿体围岩不稳固的安全问题。基于提高矿石回收率、保障采场安全作业等采场要求,提出用下向水平进路充填采矿法取代原有的上向分层充填采矿法。通过充填材料配比试验,得出灰砂比1∶6,料浆质量分数为72%时,充填体14d单轴抗压强度达到4.28 MPa,可满足下向充填采矿的要求。现场实验证明,下向进路充填有效减小了顶板暴露面积,提高了回采工作的安全性与矿石回收率,取得了预期效果。