微波热力冲击下硬脆砂岩冲击倾向性演化规律试验研究

冲击地压是深部资源开采的主要灾害类型,冲击倾向性是表征冲击地压风险的重要指标。为了探索微波热力冲击对岩石冲击倾向性的影响,本文对典型强冲击倾向性硬脆砂岩开展了微波热力冲击和单轴压缩试验,分析了微波热力冲击后砂岩的物理力学性质和冲击倾向性指标响应规律。研究结果表明:(1)微波作用后,砂岩表面温度随着热力冲击时间增加持续升高,直至150 s发生热破断;(2)微波热力冲击120 s后,砂岩内部结构发生微破裂,岩石冲击倾向性明显减弱,纵波波速与弹性模量分别下降了15.12%、8%;(3)单轴压缩变形破坏过程各阶段声发射信号密度增大,砂岩最终破坏时的绝对能量最大值下降42.3%;(4)岩石动态破坏时间增长了259%,冲击能量指数减小95%,弹性能量指数下降92%,砂岩由强冲击性岩石变为弱冲击性岩石。研究结果为煤炭深部开采冲击地压防治和深地工程高效破岩具有参考价值。

自动化控制在金诚信尾矿膏体处置技术工程实验室的应用

根据实验室尾矿膏体处置工艺提出的控制需求,设计了该实验室的自动控制系统,对实验室中试系统工艺过程参数及其设备进行自动控制,保证了中试系统工艺流程运行的稳定性,确保了试验过程数据采集的准确性、完整性。同时介绍了关键控制点仪表(如非核浓度计等)的选型及实际应用效果,确保自动控制系统的可靠性和准确性。

基于Fuller级配理论的膏体管道输送减阻技术研究

针对膏体充填的物料配比问题,通过分析膏体内部结构的物质组成,提出物料密实度越大膏体流动性越好;采用Fuller理论对某铜矿充填物料的级配特性进行分析,考察了级配指数n随物料配比的变化规律;开展膏体塌落度、流变特性实验,采用白金汉公式对膏体管流阻力进行理论计算。结果表明:该铜矿膏体中全尾砂∶水淬渣=3∶2时,物料密实度较大,最利于其管道输送;质量分数72%,管径150 mm,流量60 m^3/h的工况条件下,水淬渣掺量40%时的管流阻力为2.46 MPa/km,与全尾砂膏体管流阻力3.65 MPa/km相比,减阻率达32.6%,说明级配优化后膏体管流阻力明显降低。

某矿山胶结充填体质量影响因素研究

针对某矿山全尾砂胶结充填过程中充填体开裂、崩解的问题,采用化学分析法对尾砂进行测定,并开展不同灰砂比和浓度条件下的充填体单轴抗压强度试验。结果表明,尾砂中S含量高达8.82%,Ca SO4的含量达到4.07%,同一浓度同一灰砂比充填体60 d强度与28 d最高强度相比均下降约50%。矿山全尾砂胶结充填体质量主要受尾砂中S及其氧化物的影响较大,需降低尾砂中的S及其氧化物,以保证充填体后期强度满足生产要求。

某钒铁矿山矿石高回采率实施方案研究

以甘肃某钒铁矿山为研究对象,钒矿处于铁矿开采的上盘移动带范围,针对钒矿暂时不开采,以及采空区暴露面积大等因素影响,提出了"采铁保钒"的开采方案,东西区采用分段空场嗣后充填膏体微胶结充填采矿法,中区采用空段空场转崩落法开采。通过理论计算得到矿柱的安全系数满足稳定性要求,优化开采方案后与原方案相比,东、西区回采率增加了12%;中区回采率增加了21%,预计产生经济效益达24.975亿元。

电子雷管微差爆破技术在银山矿掘进爆破中的应用

在井下掘进爆破中,电子雷管微差延期时间的设定是影响爆破效果的关键因素。通过对大直径空孔直眼掏槽掘进爆破延期时间设置的理论分析,提出采用微差延期时间修正公式进行优化。得出掏槽孔采用150~300 ms的微差间隔逐孔起爆,崩落眼和周边眼采用50~100 ms微差间隔的同段延期起爆方案。在银山矿井下巷道掘进中实践表明,方案操作安全性大大提高,爆破后效果良好,掏槽孔残孔基本在20 cm以下,掘进平均炮孔利用率达到93%,且极少出现残药、残孔的现象;巷道断面成型规整,爆后岩石块度均匀、爆堆集中,经济及社会效益显著。

银山矿井下开采危险区域出矿铲运机远程监控系统研究

银山矿业地质资源丰富,成矿地质条件复杂,矿体埋藏深度大,是国内标准的第二勘探类型矿床。银山矿九区铜硫金区段为地下开采,采矿方法为分段空场嗣后充填法,两步骤回采。由于矿岩不稳固,一步骤回采时出矿巷道眉线外矿房内经常发生冒顶、垮塌,出于安全考虑,铲运机的驾驶室不能越过眉线进入空区进行作业,因此铲运机只能铲出铲臂能铲到范围的矿石,更远处的矿石只能靠自重溜到能铲出的区域。由于矿石自然安息角的因素,仍然有一部分矿石留在空区里不能铲出,从而在采场底部形成矿石残留损失;同时,残留的矿石直接影响充填质量进而影响二步骤回采。为解决采场危险区域安全出矿问题,成功开发出铲运机远程监视遥控系统。该系统可以在井下无照明等复杂环境下对铲运机进行远程监视遥控操作,实现井下采场危险区域无人驾驶安全出矿。实践表明,银山矿采场残矿回收技术装备安全可靠,可以提高资源回收率,为企业带来可观的经济效益,并延长矿山服务年限。

某磷矿深部采场回采稳定性分析研究

针对某磷矿深部矿体回采过程中采空场围岩稳定性状况,采用椭圆形巷道围岩的弹性力学理论对采场结构参数进行分析计算,同时采用FLAC3D有限差分软件对该采场结构参数下采场两步骤开挖充填过程中围岩应力、位移及塑性区变化状况进行了分析,研究结果表明,当采场回采宽度为10 m时,采场回采长度宜为45.4~48.9 m。

谦比希铜矿深部难采矿体采矿方法研究

谦比希铜矿深部矿体开采地压大、矿岩破碎、涌水量大,原有采矿方法已不能很好地适应深部开采。结合现场实际情况,提出实行下向进路分层充填采矿法开采试验,根据充填方式不同,分为下向进路钢筋砼假顶膏体充填采矿法和下向进路分级尾砂胶结充填采矿法。分别对其采场结构参数、预备层形成方式及回采工艺等进行了分析。通过对回采方案定量和定性对比,推荐进行下向进路钢筋砼假顶膏体充填采矿法(矿体内沿脉双进路预备层)试验,如果沿脉短掘巷道难以形成,可试验穿脉短进路预备层形成方案。

混凝土泵送技术在下向充填采矿法中的应用

根据谦比希铜矿主矿体878m水平中段西开采技术条件,介绍了钢筋砼假顶下向膏体充填采矿法开采方案,结合采场结构参数设计及回采工艺要求,选择JBC40/450型搅拌泵送一体机进行混凝土制备及输送,同时采用结构力学验算及料浆坍落度试验,选用C20混凝土浇筑进路人工假顶,厚度为0.4m,其每立方米原料配比参数为:32.5MPa水泥0.4t,中砂0.411m3,直径小于16mm的石子0.87m3,水0.22m3。混凝土泵送管道达到浇筑区域之前选择管径为125mm的钢管,到达浇筑区域之后换成软管输送。

基于全面试验的钒铁矿开采充填材料配比优化研究

为确保安全开采、控制地压、提高矿石回收率,降低因采空区不稳固带来的安全隐患,在某钒铁矿实施充填采矿法。对该矿充填材料物理力学参数、粒级级配、充填配比、充填材料进行了深入试验和理论研究,并运用MATLAB建立相应的回归模型,根据模型运用LINGO进行参数优化,确定该矿山充填材料最优配比,以达到既满足充填体强度、保证矿山充填安全、高效的运作又把成本降到最低,给矿山带来最大效益。

粉煤灰−炉渣浆体环管实验和理论计算阻力对比研究

为了揭示料浆输送理论计算阻力和实际阻力之间的关系,以粉煤灰和炉渣料浆为研究对象,开展不同料浆质量分数和流量的流变实验和环管实验,基于Bingham模型获得浆体的屈服应力和塑性黏度,利用MATLAB软件拟合回归得到料浆质量分数、流量与管输阻力的关系式,分析管输阻力的影响因素及不同工况条件下阻力的计算值与实际值之间的关系。研究结果表明:料浆质量分数和管输流量均是影响管输阻力的重要因素;当流量为48 m3/h时,计算阻力均大于环管实际阻力,且不受料浆质量分数影响;但随着流量增加,计算阻力与实际阻力的关系主要受料浆质量分数影响;当料浆质量分数分别为40%,47%和57%时,管输阻力计算值均小于实际值;当料浆质量分数增加到63%时,管输阻力计算值大于实际值。

基于智能试验装置的磷尾砂絮凝沉降特性试验

为提高絮凝沉降试验的智能化水平和分析精准度,采用自主研发的尾砂智能浓密试验装置,进行了磷尾砂絮凝沉降特性试验。研究结果表明:尾砂浆进料浓度与固体通量之间呈倒对勾状的函数关系,在进料浓度10%~18%时对应的固体通量维持在高位;随着尾砂浆进料浓度增大,底流浓度和溢流水浊度均升高,最佳的尾砂浆进料浓度为15%,底流浓度超过72.7%;该尾砂智能浓密试验装置自动化操作和智能化分析提高了试验结果的精准度,可为矿山选择适当的絮凝沉降参数提供参考。

膏体管道壁面滑移特性研究进展及趋势

膏体充填技术由于其在安全、环保、高效等方面的优势,逐渐成为充填法重要的发展方向,而膏体的管道输送是整个系统中的关键环节。壁面滑移现象存在于膏体流动过程中,但是其机理并不明确,国内外对于膏体滑移流动行为并没有进行过深入研究,探明其规律对于有效减小膏体管道输送阻力和降低能耗具有十分重要的现实意义。详细介绍了浆体管道壁面滑移研究现状,讨论了管道滑移效应的影响因素,在此基础上,提出膏体管道滑移研究趋势。

结构流充填料浆环管试验及其阻力特性研究

本文以某矿山高浓度分级尾砂胶结充填料浆为研究对象,通过环管试验及数学分析,获得了试验料浆在不同工况条件下的管流阻力损失,对试验数据开展流变学分析,得到料浆的屈服应力、塑性粘度等流变参数,最终构建了试验料浆管流阻力计算的经验模型。结果表明:试验料浆在管径100 mm,流量17~30 m^3/h条件下,直管内的阻力损失为2 600~3 000 Pa/m,90°弯头(曲率半径1 m)内的阻力损失为2 800~3 200 Pa/m,90°弯头(曲率半径0.5 m)内的阻力损失为2 800~3 360 Pa/m,弯头阻力稍大于直管,且曲率半径越大,阻力越小。该矿山采用DN150充填管道较为适宜。

某铜铁矿二期工程采场结构参数优化研究

结合国内某铜铁矿开采技术条件,对该矿区二期工程-620 m水平采用分段空场嗣后充填法的采场结构参数进行分析验证,基于弹塑性理论,运用ANSYS有限软件建立三维数值模拟模型,采用"隔一采一"的方式对两种不同采场结构参数方案的矿房进行开采和充填,并对开挖后的采场进行应力、应变及安全系数分析。研究结果表明,随着采场尺寸的减少,采场的应力和应变也相对减小。经综合分析对比,确定合理的矿房和矿柱尺寸均为8.3 m。

基于模糊数学的采矿方法优选研究

某矿山中厚矿体采用分段空场法连续开采,由此产生了空区顶板暴露面积过大而导致冒落等地压显现情况,为此需重新选择适合中厚矿体的开采方法。采用模糊数学法对采矿方法进行优选,最终得出分段空场嗣后充填法为最优采矿方法,并选择试验采场进行开采方案设计和实施。实践表明,此方法符合矿山生产需求,维护了采场稳定,增加了生产能力,并降低了矿石的贫化、损失。模糊数学法优选采矿方法具有较强的科学性和可行性。

超细全尾砂深锥浓密试验研究

随着膏体充填的广泛应用,超细全尾砂在膏体充填中的使用已越来越普遍,针对铅硐山矿的全尾砂,开展了实验室深锥浓密试验。试验尾砂密度为2.879g/cm^3、渗透系数为0.167cm/h,尾砂中-20μm颗粒含量为46.76%且最大粒径不到1000μm,属于脱水性较差的超细全尾砂。通过对3种不同进料浓度的砂浆进行深锥絮凝沉降试验,得知在完成进料后1h的沉降时间基本可达到最大底流浓度,随着进料浓度的增加,底流浓度无显著提升;结果分析得知,铅硐山全尾砂砂浆可实现的底流质量浓度约为67%。试验结果为超细全尾砂充填工艺设计及深锥浓密机选型提供了重要依据。

某铅锌矿进路式采矿方法的应用研究

青海某铅锌矿为空场法转充填法开采的矿山,正在2462中段试验上向水平分层充填法,试验过程中遇到矿体发生变化及围岩不稳固等一系列问题。针对出现的问题,提出采用进路式上向水平分层充填法进行开采,对开采方式、工程布置等进行了详细描述。与上向水平分层充填法相比,进路式上向水平分层充填法可减少采切工程量17837 m^3,矿石损失率及贫化率指标均有明显改善,中段内3个盘区生产能力由原来的1000 t/d提高至1500 t/d。

某铜矿主矿体采矿方法优化选择研究

针对某铜矿主矿体500 m水平西区域复杂难采矿体,提出了进路式上向分层充填采矿法、脉内凿岩出矿巷低分段空场小步距回采嗣后充填法及脉外凿岩出矿巷低分段空场小步距回采嗣后充填法三种可行开采方案,并对三种采矿方案的采场布置、采切工程、回采工艺等进行了详细的介绍。对比分析三种采矿方法的优缺点和技术经济指标,优选出进路式上向水平分层充填采矿法进行开采。该采矿方法回采过程中采用浅孔爆破,能较好地保护上盘不稳定含砂层,工人作业环境安全性高,且其采切比、贫化损失相对较低,出矿品位较高,综合效益明显。