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全尾砂胶结充填技术的现状及其发展

一、全尾砂胶结充填技术的发展概况本世纪60~70年代,随着对充填材料特性和以两相流理论为基础的输送机理的大量试验与研究工作的开展,促进了胶结充填技术在金属矿床地下开采中日益广泛地应用。由于当时对充填材料性质的研究、料浆浓度的重要性的认识和技术尚不成熟,导致在生产和应用中存在一些问题。诸如,重量浓度一般为62%~68%的充填料浆进入采场后,由于料浆的离析脱水,带走部分水泥和细尾砂,严重地污染了井下环境,给排水、清仓造成麻烦,一旦跑浆,就更为严重;水泥路矿石进入选厂,会给选矿带来不良影响;充填料浆的离析,使充填体表层形成一层含水泥较多的稀泥,对采矿作业不利;水泥的流失和充填料浆的离析,降低了充填体的强度,增加了水泥的消耗量和采矿成本;细粒级尾砂送往尾矿库后,增加了堆填的困难;尾砂的排放,加速了环境污染和生态破坏;由于粗粒级尾砂的不足,购置和加工充填材料又相应地提高了充填成本。70年代后期,浓度问题逐渐引起了人们的重视,一些国家的学者...  (本文共6页) 阅读全文>>

长沙矿山研究院
长沙矿山研究院

“三下”矿体开采全尾砂胶结充填体强度研究

“三下”矿体安全开采一直是采矿界不断探索的重要课题,充填采矿法因其独特的优势,在“三下”开采矿山得到重视并不断发展起来,但是对充填体强度方面的研究一般只停留在充填材料试验方面,而充填体强度与采场稳定性、地表沉降等相关研究较少。本论文以河南杨家湾铁锌矿二期采矿工程作为研究背景,该矿山属于典型的“三下”矿山,矿体位于公路与河床下,矿体及围岩稳固性较差,截至2012年底开采造成地表3处塌陷,地表移动边界距矿区西侧公路约42m。若继续使用无底柱分段崩落法开采,地表岩石移动范围将进一步扩大,进而引起公路、河流等的破坏。因此本文采用全尾砂胶结充填法,研究充填体充入采空区的力学特性、充填体与围岩等的作用机理以及对地表沉降等稳定性影响,以解决该矿山公路、河流下开采存在的问题。研究的主要内容及创新如下:首先收集矿山全尾砂进行全尾砂胶结充填材料试验。以充填材料试验为支撑得出充填体强度的形成机理、规律及其力学参数和充填料浆的流变和输送特性等,为数值模...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

凡口铅锌矿立式砂仓造浆与放砂关键技术研究

凡口铅锌矿原立式砂仓充填系统,采用高压水造浆,放砂浓度低且波动大,充填质量得不到保证,充填成本高。此外矿山全尾砂细粒比重大,砂仓溢流浓度很高,尾砂回收率低。本文运用工程流体力学和计算流体力学等理论,结合当前全尾砂充填技术发展前沿,提出了新型立式砂仓造浆和溢流等关键技术。该技术很好地解决了立式砂仓的尾砂沉降和放砂过程中的难题,提高了放砂浓度和尾砂利用率,解决了地表尾砂堆存及污染问题,同时节约了矿山充填成本。本论文研究的主要内容及成果如下:(1)对凡口铅锌矿尾砂沉降特性试验研究,得出了不同尾砂料浆浓度的沉降特性,确定了尾砂沉降速度和沉积浓度。选用不同分子量絮凝剂沉降对比试验,确定了最优絮凝剂、最佳添加量和最佳供砂质量浓度。通过对沉降特性曲线进行分析,确定了澄清区、自由沉淀区和压缩区的范围和变化规律,为立式砂仓工艺技术改造提供了重要依据。(2)运用计算流体力学(CFD)软件-FLUENT6.2对立式砂仓尾砂沉降过程进行了数值模拟,通过...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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黄梅磷矿高浓度全尾砂充填技术研究

黄梅磷矿经过多年开采,由于没有使用得当的采矿方法,而且开采后没有对采空区进行有效处理,现已经产生了地面大面积沉降和塌陷。同时,黄梅磷矿选厂每年尾矿产出率55-60%,直接排放到尾矿库里,尾矿库库容已经基本饱和,同时尾矿库渗水对矿区下游居民的生产生活产生了巨大的影响。为了解决以上问题,本文针对黄梅磷矿的具体情况,展开了以黄梅磷矿高浓度全尾砂充填为核心的关键技术研究。通过现场调研、文献检索、室内试验、工艺设计等综合手段,对黄梅磷矿的全尾砂充填配比、充填系统方案设计及采场充填技术进行了全面深入分析和研究,完成的主要研究成果及结论有以下几个方面:(1)通过对矿山工程地质条件、水文地质条件及开采现状的调查及分析,评价了矿山现有的采矿方法,确定了适合黄梅磷矿全尾砂胶结充填的上向水平分层充填法。(2)通过室内充填材料配比试验,对充填材料的物理化学性能进行了分析,最终确定了最优的充填组合配比。结果显示,浆体质量浓度均为78%,一步矿柱采用采用灰...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东科技大学
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会宝岭铁矿全尾砂胶结充填管输系统参数优化研究

随着会宝岭铁矿的发展,矿区的开采深度相较于之前进一步加大,充填倍线,管道阻力等方面的变化会更加不利于生产,充填系统也会出现一些问题,因此有必要对会宝岭铁矿的充填系统做出一些改进的设计。本文利用数值仿真模拟的研究方法,结合管道输送理论,总结了前人的研究成果,对会宝岭铁矿的管道自流稳定性进行理论计算,并利用ANSYS Workbench进行了数值模拟,进而对管道输送的相关参数进行了选择,为会宝岭铁矿安全、高效生产提供了一定的指导。研究内容和所做工作如下:(1)基于现有的相关理论对固液两相流进行了分析,总结了相关的研究成果,研究了充填体的运动状态,并选择了适合会宝岭铁矿的水力坡度计算公式。(2)对会宝岭铁矿的充填材料进行了测定和相关计算,确定了其质量浓度,粘度,雷诺数,以及临界流速和工作流速等多项参数。(3)运用ANSYS Workbench,对会宝岭铁矿的现有管输系统进行了模拟,并从料浆浓度、输送流速两个方面,再次进行模拟,提出相关...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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全尾砂胶结充填自流输送管路改造及优化

传统的尾砂胶结充填技术在矿山的应用,促进了充填采矿技术的发展。但随着这项技术的广泛应用,也暴露出一系列的突出问题:充填体强度低、养护周期长、尾砂利用率低、管道输送容易堵管和破管等。本文基于工程流体力学、两相流体动力学、计算流体动力学、管道自流输送等相关理论,结合湖南省黄沙坪铅锌矿业股份有限公司(简称“黄沙坪矿”)原有立式砂仓充填系统的实际情况,运用ANSYS软件中的FLOTRAN CFD分析模块,建立了二维实体模型对其进行管路优化与改造,并系统地研究了管路自流输送特性,主要研究内容和成果如下:(1)充填料浆管道管流特性分析。通过对不同流变模型和固液两相流的管流特性分析比较,揭示管道自流输送的特性;引用相关的理论和经验公式,为自流输送系统有关参数的确定奠定基础。(2)管道磨损、破坏机理分析。对管道磨损机理和自流输送破管机理进行深入分析,得出了管道磨损的主要影响因素,以及自流输送不满管流的产生原因和料浆相变过程的破坏作用方式。(3)...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>