邵东石膏矿采空区充填治理工程探讨

对邵东县石膏矿采空区进行了调查,结合其自然条件及水文地质条件、地层与构造,采用水下充填和干式充填方法进行了充填治理。     

充填体抗拉强度特性的试验研究

充填体可以改善围岩应力状态、限制围岩移动、维护采场稳定.通过在室内条件下制作和养护充填体试件,然后采取劈裂法对不同配比和浓度的充填体试件进行测试,得出了充填体试件在不同配比、浓度下的峰值载荷、峰值位移、平均峰值应变、抗拉强度以及应力-应变曲线.通过分析这些拉伸试验条件下的力学性质,对提高充填体质量和维护采场稳定有指导作用.     

采矿工程中充填采矿技术的应用

充填采矿技术作为采矿工程中常用技术之一,能够满足深层矿产资源的开采要求.回采作业时,充填采空区,可保证开采区域结构稳固,为开采作业创设安全条件,提高矿区采矿率.充填采矿技术主要包括削壁充填采矿技术、分段充填采矿技术、上向分层充填采矿技术和下向分层充填采矿技术等.实际运用时,应以保护环境为前提,以安全生产为基础,根据采矿...     

高德矿增大水砂充填供水能力的研究

因充填供水管年久失修,管径相对缩小,供水能力降低,充填能力不够,严重影响矿井生产。本文论述了在不停产条件下,改造充填供水管,增加充填能力的措施及实施后的效果。     

采空区充填控制覆岩沉降相似模拟

采用相似材料模拟实验方法,对采空区充填控制地表沉陷相似材料模拟实验,模拟工作面采空区充填控制地表及覆岩移动,采用3种不同强度充填材料充填开采推进过程中工作面采空区,观测地表及覆岩移动规律.得到了充填开采条件下地表及覆岩的移动规律,充填材料的强度与地表下沉系数的关系,采空区充填的空间与充填时间的关系,为解决采空区充填开采提供了科学依据.     

煤矿采空区智能充填深度神经网络算法

【目的】采空区智能充填是煤炭资源绿色安全智能高效开采的重要方向,其关键在于对井下采空区矸石充填过程进行智能决策与控制。【方法】为实现该目标,以采空区充填后围岩应力及变形作为监测指标,建立了一种采空区智能充填深度神经网络算法,该算法可以通过输入煤层埋深、厚度、工作面长度、直接顶厚度等关键基本参数,进行相应条件下不同充填方案的采场应力及围岩变形计算分析。将FLAC3D模拟400种不同条件下的充填开采结果作为数据集,对建立的智能充填深度神经网络算法进行训练测试,并和其余3种不同算法进行对比分析。【结果】结果表明：建立的智能充填深度神经网络算法总体优于随机森林、决策树和多元线性回归算法,每组数据运算平均速度仅为0.013 s;智能充填深度神经网络算法计算的顶板最大变形、工作面煤壁压力峰值、巷道超前支护距离等关键参数误差均值介于2%～8%之间;应用该算法针对现场实际条件进行测试,结果与现场实际结果基本吻合,表明该算法科学可行。【结论】本研究对煤矿绿色智能开采具有重要意义与价值。     

膏体充填体多场性能的实验研究与数值模拟:回顾与展望

膏体充填技术是一种用于治理地下采空区和尾矿库的绿色采矿方法。膏体充填体在采场中的固化过程是热–水–力–化学多场性能共同作用的结果。目前,对膏体充填体多场性能的研究主要包括室内相似模拟实验、现场多场性能监测实验、多场性能耦合模型构建、多场性能数值模拟。由于难以在真实采场中研究膏体充填体的原位多场性能,目前针对膏体充填体的原位多场性能的研究大多采用数值模拟方法。通过对真实采场中的膏体充填体的不同条件(例如,养护环境、采场几何形状、排水条件以及有无充填挡墙和充填速率等因素)进行模拟,进一步研究膏体充填体的原位多场性能。本文总结了开展膏体充填体多场性能数值模拟所采用的数学模型,并列举了数值模拟在原位膏体充填体多场性能演化的工程应用实例。最后提出膏体充填体多场性能需要加强相关理论研究,形成基于膏体充填体的强度设计准则,开展膏体充填体多场性能的全域数值模拟,开发基于膏体充填体多场性能演化的安全预警技术,开发膏体充填体多场性能监测技术和监测设备的自动化和无线化,实现膏体充填体多场性能监测技术的应用和推广。     

磨矿介质对磨矿细度的影响

以铜矿尾渣为研究对象,选择三辊四筒棒磨机为实验设备,分别采用不同的磨矿介质进行磨矿实验.通过控制磨矿时间、磨矿浓度、磨矿介质充填率三个单一因素变量,研究这些磨矿条件对磨矿细度和效率的影响,最终得出经济合理的磨矿条件以提高合格物料的产率.实验结果表明:磨矿时间越长,磨矿介质的充填率越高,磨矿细度越细;在充填率相同的条件下...     

基于流体力学理论的全尾砂浆管道输送流变性能

为研究充填料浆流变性能,利用流体力学原理,通过L型管道自流输送实验对其在管道中流动的力学特性进行了分析. 结果表明:料浆浓度、流量和管径对料浆管输阻力和充填倍线大小的作用程度不同,其中料浆浓度影响尤为显著. 在能够实现自流输送的充填倍线合理条件下,采场充填时,当结合充填能力确定流量和管径后,可通过充填站调节制浆浓度以使充填材料在管道输送、采场中沉降、抗离析、脱排水、固结硬化和力学性能等方面表现良好.     

充填料浆L型管道自流输送模拟试验分析

为掌握不同配方及浓度的充填料浆的输送特性及可实现的自流充填倍线,以为提高充填管网设计的可靠性提供设计依据,采用L型管道自流输送的方法,结合现场工业生产开展实验方案设计,进行了不同浓度及配比条件下的充填料浆的流变参数测试,并分析了不同配比及浓度料浆的流变性能指标及充填倍线的变化规律。结果表明:同等可比条件下,浓度或配比较高的充填料浆具有较强的粘聚性,其剪切应力较大,稀释后其相关指标大幅降低,当料浆浓度很低时,可实现自流输送的充填倍线大幅增大。研究结果可为充填工艺中的管网布置和优化提供理论依据。     

高水材料在桃山煤矿井下充填实验

为了使采空区顶板得到有效控制,根据采空区充填体控制机理,利用高水材料,在七台河桃山煤矿九采区三井右四片进行了采空区部分充填的现场实验。对充填管路进行合理选择和布置,分析了充填体的力学、结构和让压作用机理。结果表明:该充填体可以实现主动接顶,有效防止老顶的变形,提高煤炭的采出率。现场实验各项指标均满足井下充填要求,可以为相似地质条件下进行煤矿采空区部分充填提供借鉴。     

尾砂胶结充填体损伤软-硬化本构模型

针对灰砂比分别为1∶4,1∶8和1∶10的尾砂胶结充填体进行了力学试验,得出了其在单轴压缩条件下的物理力学特性。根据统计损伤理论,在材料微元强度服从Weibull分布规律的基础上,引入有效损伤率参数来表征损伤材料的承载能力,建立尾砂胶结充填体在单轴压缩条件下的损伤软-硬化本构模型。经对比验算,尾砂胶结充填体损伤软-硬化模型与实验结果相吻合。该模型在体现尾砂胶结充填体损伤随机性、应变软化过程的同时,反映了尾砂胶结充填体峰后应变硬化过程及规律,为充填体强度设计提供了依据。     

充填采煤技术的现状与发展分析

充填采煤一般是将矸石等固体废料用作充填材料进行井下充填,一方面能够减少矸石废料的排放量,另一方面还能够控制岩层移动与开采沦陷,保证地面建筑物的安全,保护土地资源。充填采煤是一种对环境破坏小、回收率高的矿井开采方法,能够提高煤矿作业对开采条件的适应性,尤其能够避免对地表造成的破坏。本文分析了充填采煤的技术现状及发展,对于煤矿充填开采实践具有一定的参考意义。     

基于响应面法的膏体充填面顶板下沉多因素分析

基于响应面法试验设计及数据分析,利用有限差分软件UDEC模拟了不同充填体刚度、顶煤刚度、支架刚度、充填体强度下膏体充填工作面顶板下沉规律,分析了单因素及多因素交互作用下对膏体充填工作面顶板稳定性的影响及其原因。研究结果表明,膏体充填工作面顶板覆岩运动受单因素的影响程度大小依次为：顶煤刚度>充填体刚度>充填体强度>支架刚度;通过调节人为因素(充填体强度、充填体刚度、支架刚度)可以有效减少自然因素(顶煤刚度)对膏体充填工作面顶板下沉量的影响。研究得到了顶板下沉量与各因素之间的二次多项回归方程,可为控制特定开采地质条件下膏体充填工作面顶板下沉、选择合适充填体刚度与支架刚度提供一定的参考。     

祖母绿的充填技术

选择3种充填物香柏油、蓖麻油与液体石蜡来充填祖母绿以掩盖其裂隙且提高透明度,并在不同充填温度及时间下对充填效果进行对比研究。升高充填温度有利于降低充填物黏度,增加其流动性,从而优化充填工艺,充填温度60℃为宜。采用静态注入法与真空注入法进行充填,充填时间1d为宜。相同工艺条件下,充填绿柱石与祖母绿得到的实验结果类似。通过红外光谱检测充填物质,香柏油在3 065、2 957cm-1及2 872cm-1处有特征吸收峰,蓖麻油在3 012、2 927、2 854cm-1处有特征吸收峰,液体石蜡则在2 955、2 924、2 854cm-1处有特征吸收峰。     

急倾斜煤层沿空留巷的巷旁充填技术

针对急倾斜煤层沿空留巷巷旁充填技术难题,分析了新强煤矿巷旁充填材料合理配比及充填体承载特性,利用FLAC3D数值模拟软件分析了巷旁充填体及巷道围岩变形规律。结果表明:试件在一定的充填料配比条件下,随着水灰比的增加其抗压强度明显降低,新强煤矿充填材料水、水泥、沙子、矸石理想配比为1∶2∶4∶4;留设巷道顶底板的活动剧烈程度与距工作面距离相关,导致巷道顶板移近量不同;巷旁充填材料配比强度高于10 MPa,可以满足新强煤矿巷道围岩变形及充填体强度要求。     

基于工业生态学的矿山充填模式

从工业生态学的观点阐述了矿山环境问题的新观念和矿山工业生态系统;建立了充分利用矿山废料的矿山充填模式,把矿山充填作为矿山固体废料资源化的有效手段,通过矿山充填将矿山废料转化为矿山内部资源,最大限度地降低向地表排放矿山废料量,从根本上解决矿山环境污染问题,提高资源效率,实现矿山效益最大化;提出并阐述了矿山充填新模式的3个基本要素:充填技术、经济效益、废料资源化,分析了通过矿山充填实现矿山固体废料零排放在技术、经济和废料流量匹配条件等方面的可能性.     

长壁工作面矸石充填开采沉陷控制效果的初步分析

在简要介绍长壁工作面矸石充填采煤原理的基础上,分析了长壁工作面矸石充填开采沉陷机理和过程,提出了矸石充填开采的有效充填厚度和等效开采厚度的概念,建立了长壁工作面矸石充填开采覆岩破坏和地表沉陷的预测模式。并结合兖州矿区某煤矿3煤采区地质采矿条件,分析研究了矸石充填开采沉陷控制的具体效果。     

不同骨料固结粉胶结充填体强度试验与对比分析

为了将固结粉新型胶凝材料在金川矿山推广应用,针对目前矿山采用的4种充填骨料,开展固结粉胶结充填体强度试验研究.首先,针对龙首矿充填系统以及工业技术参数,进行4种充填骨料、3种胶凝材料和5种充填料浆浓度的试验方案设计.然后,针对4种充填骨料开展不同料浆浓度的充填体强度试验,获得了不同配比条件下胶结充填体强度.最后,针对固结粉胶凝材料进行4种骨料胶结充填体强度分析和对比研究.结果显示,除了戈壁粗砂骨料的胶结充填体3d和28d强度低于矿山设计强度外,其他3种骨料胶结充填体强度均满足金川矿山充填体设计强度.由此可见,固结粉新型胶凝材料可以替代水泥在金川矿山推广应用.     

黄金洞金矿尾砂充填材料的试验研究

针对黄金洞金矿实际情况,测定了尾砂充填材料的物理化学性质,分析了尾砂充填材料的选择依据、尾砂充填料浆的配比、抗压强度及其依据等相关问题。在满足黄金洞金矿要求的条件下确定了尾砂充填料浆的最优配比范围,并对影响配比的因素进行了分析,可为矿山采空区管理、矿山尾砂处理、矿山环境治理提供借鉴。