江西某钨矿山狭长型采空区胶结充填体强度设计

为指导某钨矿山狭长型采空区(采空区长宽比例大于2∶1)充填体强度设计,基于该矿山开采现状和空区赋存情况,通过工程经验类比法和理论分析计算法,估算了采空区充填治理和空区充填后回收剩余矿体时充填体所需理论强度,并采用数值模拟方法对充填体所需理论强度进行验证。结果表明:当对该矿区原有采空区进行充填治理时,充填体所需的自立强度应大于1.177 MPa;当原有采空区充填后,需要对剩余矿体进行回收时,充填体所需理论支撑强度应大于3.429 MPa。该研究可为矿区采空区充填体强度设计提供参考依据。

高水固结充填体的自立

本文从分析自立状态下高水固结充填体的受力情况入手，推导出了高水固结充填体自立的强度计算公式──高水模型，该模型考虑了暴露长度对充填体自立强度的影响，这是它与其它模型在本质上的不同之处．着重分析了影响充填体强度计算的内摩擦角、高度、长度和宽度等因素。结合加拿大的工业性试验情况进行了实例分析，从而验证了模型的合理性。

特大型采空区充填体强度设计优化

为保证某矿特大型采空区的稳定性,最大程度回收采空区内的矿柱,采用工程类比法和理论计算法分别得出设计的充填体强度为2和1.5 MPa,根据设计强度得出灰砂比在(1∶4)^(1∶8),对充填体两侧进行受力分析后,应在采空区受力较大的顶底板处适当提高灰砂比,使设计充填体的抗压强度高于该处的实际受压强度,采用经验公式和杨辛公式进行充填体自立强度计算比较,得出40 m高充填体的设计强度为1.664 MPa。结果表明,3#矿体采空区最下部采用灰砂比1∶4胶结充填,然后逐步下降至灰砂比1∶8进行充填;在中段水平位置采用灰砂比1∶4胶结充填,充填高度不小于6 m;在距离采空区顶部2~3 m采用较高的灰砂比,甚至是水泥砂浆进行充填;可获取最佳的充填效果,保证矿山安全持续生产。

小窑采空区人工充填关键层厚度分析

对以前的充填体胶结自立强度理论进行修正,推导了人工充填关键层厚度计算公式,得到较为经济合理的充填关键层厚度,进而在保证工作面正常安全生产的基础上,可以利用分层充填的方式对节约成本产生积极作用,同时也为实现小窑开采破坏区域煤炭资源的回收提供了有效途径。

上向进路充填采矿法充填配比优化研究

谦比希铜矿西矿体采用上向进路充填采矿法进行回采,充填物料配比是影响该工艺技术经济指标的关键参数。为获得较为合理的充填配比,本文基于弹性力学理论及一维应力波理论,分别从充填体自立及采场爆破扰动的角度对充填强度进行了估算设计。同时结合不同配比条件下的充填强度及流动性测试结果,对充填配比进行了优选。结果表明:西矿体采场的充填强度应不小于0.8 MPa,当灰砂比为1∶8、充填浓度大于71%时,满足采场充填的强度及流动性要求,此结论为矿山充填工艺的制定提供了理论依据。

浅议李楼铁矿胶结充填体的选择

李楼铁矿胶结充填体矿柱合理配比,可使矿柱安全回采,并减缓覆岩变形。本文通过理论计算,得出了各配比充填体不同暴露高度下的应力强度;经过分析研究弹性模量与合理配比及充填体性能的关系后,利用ANSYS软件对五组不同配比的充填体材料进行了模拟计算。结果表明,李楼铁矿高阶段充填体矿柱配比至少为1∶8,强度不低于2.15MPa;根据充填体矿柱应力分布规律,胶结充填体强度设计宜采用混合比,其平均配比可以降低到1∶6.4。