钻孔充填压浆法在采空区治理中的应用——以湖南省邵东某石膏矿采空区为例

矿山开采形成的采空区往往会给地表建筑物带来破坏,对采空区的治理方法也有多种,针对湖南某石膏矿采空区的分布与埋藏特征及其工程地质条件,采用了钻孔充填压浆法进行了治理。实践证明钻孔充填压浆法对采空区的治理具有成本低,设备简单,技术可靠,效果明显,有进一步推广的意义。

钻孔充填工艺在大红山铜矿的应用

在空场嗣后充填采矿工艺的地下矿山,由于多层矿体的同时开采,地压活动频繁,对充填工程破坏较大,尾砂充填进路被破坏,导致采空区管理困难,加之普通法掘进充填高天井施工困难,安全危害大,成本高。介绍了钻孔充填新工艺,经过试验,获得成功,并已推广应用,对降低充填成本,及时进行空区充填提出了新的思路和办法。

非等压应力场下充填钻孔主应力差分布规律

为了探究非等压应力场下充填钻孔主应力差分布规律并评估其稳定性,采用理论分析、数值模拟和工程实例方法,分析了不同钻孔直径、垂直主应力σV、最大水平主应力σH、水平主应力比λ′下钻孔主应力差和塑性区的分布规律。结果表明:平行于最小水平主应力σh方向的钻孔内壁处均是主应力差最大区域;建立了不同λ′下钻孔主应力差最大位置计算模型,可为预测不同围岩深度下钻孔破裂发展方位提供理论指导;钻孔主应力差分布的数值模拟结果与理论计算结果基本一致,验证了理论分析的正确性。当围岩参数一定时,不同钻孔直径、σH、σV下主应力差分布均为类“8”字形,不同λ′下主应力差的分布形态转变历程为圆形→椭圆形→类“8”字形;围岩塑性区先出现在主应力差最大方位,即平行σh方向,后向平行σH方向发展;塑性区的存在可能导致围岩失稳,并使得钻孔横截面由圆形向椭圆形发展。以国外某铜矿充填钻孔为例,分析了围岩主应力差和塑性区分布规律,并计算了钻孔加固的最小泥浆压力,可为提高钻孔稳定性提供工程指导。

空气潜孔锤钻进技术在充填钻孔施工中的应用

在矿山开采的过程中,充填钻孔是主要构成充填体系的部分,利用矿山固体废弃物充填是实现尾矿、废石等消纳和处理的最有效方法,可以降低尾砂库面积、减轻尾砂库安全危害和社会经济负担,从而产生了可观的环保价值和效益。然而,矿山充填钻孔设计存在口径大、深度大、成孔垂直率高等特征,导致施工难度大大增加,有必要针对充填钻孔施工关键技术开展深层次的研究,保证矿山充填钻孔施工质量全面提高。本文以河北某铁矿区充填钻孔施工为例,系统研究了在充填钻孔施工中空气潜孔锤钻进装置选型配置、钻井参数的设定和冲击器的维护和保养等;探讨了空气潜孔锤钻技术在充填钻孔中的实际应用效果,以期促进对该技术在同类钻孔中的推广应用。

充填钻孔内管道磨损的影响因素及保护措施

针对充填钻孔内管道磨损导致钻孔报废的问题,调查了金川矿区充填钻孔的使用情况,根据破损报废充填钻孔的统计参数,发现充填钻孔内管道磨损的影响因素有:充填料浆特性、管道直径、钻孔偏斜率、管道材质、管道安装质量、充填倍线及钻孔级数等。探讨了充填钻孔内管道局部严重磨损的原因,提出了钻孔内管道严重磨损深度位置的确定方法以及延长充填钻孔使用寿命的措施,为深井矿山充填钻孔设计维护提供了理论依据。

会泽铅锌矿膏体充填钻孔优化研究

为了解决膏体充填钻孔与管道的磨损等问题,分析了自由下落段料浆在由空气区空区柱过渡到满管区的交界面处产生的冲击力是引起充填管道或钻孔磨损的主要形式。结合矿山实际情况,根据输送管道水力坡度与满管流关系,提出了采用将+1 844 m水平管道150 mm部分改装为85 mm和垂直钻孔使用双层结构新型钻孔模型的2种变径增阻方案,并对水平管道改装进行了工业试验,结果显示满管率从3.6%提高到39.42%。

充填钻孔磨损因素分析

充填钻孔系统是一个复杂的系统,其影响因素具有随机性和模糊性。分析了充填钻孔的主要磨损因素,引入层次定量化分析方法,对金川公司充填钻孔磨损因素进行了定量化分析。结果表明,偏斜率是影响钻孔使用寿命的主要因素,其所占的权重为35.3%;其次为内衬材质和施工质量,所占的权重分别为9.8%和9.4%。这为钻孔的使用和科学决策管理提供了有力的理论依据。

基于FAHP-相对差异函数的充填钻孔健康状况评价

为评价矿山充填钻孔的健康状况,选取8项主要影响因素,建立充填钻孔健康状况评价指标体系及评价等级标准。采用模糊层次分析法(FAHP)确定评价指标的权重,引入相对差异函数,建立基于FAHP法与相对差异函数的充填钻孔健康状况评价耦合模型,并通过其参数的变化自我验证评价结果的可靠性。应用该模型,评价金川矿区12条充填钻孔的健康状况,得出其健康状况等级分别为Ⅱ级、Ⅱ级、Ⅱ级、Ⅲ-级、Ⅲ级、Ⅲ+级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅱ级和Ⅱ-级。评价结果符合矿山实际情况。

灰关联法用于充填钻孔使用寿命影响因素分析

充填钻孔系统是一个复杂的灰色系统,钻孔的使用寿命与很多不确定性因素有关。针对充填钻孔的灰色特性,采用灰色理论中的灰色关联分析法,分析了影响充填钻孔使用寿命的众多因素,得出了各因素的主要关系及其影响程度。结果表明,影响因素的排列顺序依次为:孔深、施工质量、管道内径、料浆性能、充填倍线、偏斜率。从排序顺序可以看出,充填钻孔的设计与施工质量是影响充填钻孔使用寿命主要因素。

延长充填钻孔使用寿命的研究

充填采矿方法作为一种深部矿产资源有效的开采方法,在国内外矿山得到了广泛运用.对于采用充填胶结采矿法的矿山,充填钻孔是从地表到井下输送充填料浆的咽喉.通过分析影响充填钻孔使用寿命的主要因素,提出了合理选择施工位置、分段设计钻孔、确保钻孔垂直度、采用大直径耐磨套管等提高充填钻孔使用寿命的措施,并运用于设计中.实践证明,这些措施效果显著,对充填钻孔的设计与施工具有重要的指导意义.

基于BP神经网络的充填钻孔使用寿命预测

针对充填钻孔的使用寿命受很多因素的影响,并且影响因素与钻孔使用寿命之间不存在显著线性关系的特点,采用人工神经网络方法来研究钻孔使用寿命预测的问题。通过对金川公司充填钻孔进行调查分析,找出影响钻孔使用寿命的主要控制因素,建立结构为3-9-1的三层BP神经网络模型来预测金川矿区充填钻孔的使用寿命。结果表明,预测值与实际值拟合得较好,最大误差为13.58%,验证了用BP神经网络预测钻孔使用寿命的可行性。

充填钻孔的关键要素与施工技术

充填采矿法是现代矿山广为采用的高效无废采矿法,充填钻孔是充填系统的"咽喉"。充填钻孔的使用寿命因素除了输送介质的物理特性、系统的力学特性、管道材料特性外,钻孔偏斜等施工质量成为决定性因素。充填倍线指标是充填钻孔设计的主要依据。充填钻孔施工方法与工序质量控制是保证充填孔质量的关键。在分析了影响充填钻孔使用寿命因素和充填钻孔施工难点的基础上,总结和介绍了充填钻孔的施工方法和质量控制措施。

充填钻孔流变特性与料浆流速关系试验研究

为研究充填钻孔流变特性与充填料浆流速的关系,基于多相管道输送流动理论,采用数值模拟方法,得到充填钻孔四周应力及位移与料浆流速的关系式,为控制充填料浆流速提供可靠的理论依据。

深井矿山充填钻孔失效分析及预防措施

作为深井矿山充填系统的咽喉工程,充填钻孔失效将严重影响矿山的正常生产。通过分析充填钻孔不同结构形式,提出了钻孔堵塞和磨损失效模式及其原因;分析深井充填系统管道内料浆在不同状态下运动特征,明确了非满管流输送是引起钻孔和管道磨损的主要原因;提出闭路满管输送、管路布置优化、小管径增阻减磨以及破损钻孔修复等预防钻孔失效的技术措施,保证矿山安全高效生产。

充填钻孔技术在锡铁山铅锌矿强造斜性地层的实践

充填钻孔施工方法与质量控制是保障充填钻孔垂直度的关键。为保障充填钻孔垂直度,通过对钻进方法、钻具级配、与钻进参数等方面的优化研究与实践,完成了锡铁山铅锌矿4个充填钻孔累计长度1 621.88 m的施工,钻孔最大偏斜率为1.76,最小偏斜率为1.35,较好地解决了在具有强造斜性地层中施工充填钻孔的技术难题,研究与实践成果对解决复杂条件下充填钻孔施工具有一定的借鉴价值。

注浆工艺在充填钻孔施工固孔固井中的运用

使用近18年的充填钻孔频繁堵塞是困绕喀矿生产的主要问题之一,由于新充填钻孔所赋存的工程地质条件极其复杂,选择安全、高效、简单、可靠的注浆工艺填充方案,对充填耐磨钢管孔内、井内固定显得极为重要。

中国矿山充填钻孔管道故障及处理模式

针对近些年来充填工程在各类矿山的不断推广,充填工程也面临着诸多难题与挑战,一些矿山的充填钻孔在长期使用过程中经过充填物料颗粒的高频撞击、冲刷与磨蚀,已经遭受了不同程度的破坏。作为充填工程中的瓶颈环节,充填钻孔任意形式的损坏都将会对大规模采空区治理、固体废弃物高效利用产生巨大的影响。结合近些年来国内外充填钻孔出现的常见故障类型,着重结合几种主流的充填管道连接方式,论述其管道材质、工艺过程、受力方式等对充填钻孔管道产生的作用,分析可行的管道故障应对技术措施,以期为充填工程的顺利进行及充填管道的维护、固体废弃物的资源化利用及采空区治理提供一些必要的技术支持。

张庄矿充填钻孔磨损分析及应对措施

矿山充填系统运行过程中,充填管路使用寿命对充填工作效率和充填成本有较大影响。对张庄矿业公司充填管路磨损情况进行分析,并根据实际情况采取增加水平管道长度、在水平管路上增加调节阀门等改善措施。实践证明,以上措施可行,有效地延长了充填钻孔的使用寿命,同时降低了充填成本。

充填钻孔使用寿命的影响因素及其延长措施

对于采用胶结充填采矿法的矿山,充填钻孔是从地表到井下输送充填料浆的咽喉。通过分析,认为钻孔磨损是影响充填钻孔使用寿命的主要因素。根据凡口铅锌矿的实践经验,提出了合理选择施工位置、确保钻孔垂直度、采用大直径耐磨套管、控制膏体的流变特性等提高充填钻孔使用寿命的措施。

地表充填钻孔治理矿山采空区的研究

根据井下隐伏采空区的形态,综合考虑安全、技术经济指标,初步优选适宜的处理方法为充填法。采用地表钻孔重力输送破碎废石处理隐伏空区,从地表施工5个Φ350mm钻孔连通隐伏采空区,将废石破碎至Φ<50mm后在自重作用下充填采空区。不仅解决了矿山存在的安全隐患,保证了企业正常生产,还有效利用了固废资源,推进了绿色矿山的建设,综合效益显著。