高水固化材料在南京铅锌银矿中的应用

南京铅锌银矿是地下开采矿山,历史上遗留的大量采空区已严重威胁地面风景区的稳定,区内不断发生地面沉降、塌陷等地质灾害;１９８８年以后,采矿方法更改为分级尾砂充填法后,随之又带来对井下作业环境的污染;选矿后产生的尾泥直接排入长江,造成环境污染。在本项研究中,提出“用全尾砂加高水固化材料充填采空区和生产采场”方案,并进行工业性试验,效果良好,可解决上述三大问题。     

尾砂胶结块体压缩及粉化特性试验研究

地下采矿引起了地表塌陷和错动;尾矿库储存尾砂能力有限,同时又受到征地限制。为综合解决这两个问题,针对金山店铁矿现状,采用半干胶结块体充填塌陷区。但在上覆和周围岩层再塌陷过程中,充填块体易破碎粉化并诱发深部采空区泥石流。因此,需要研究塌陷后充填块体的粉化率以及诱发泥石流的可能性。为此,分别对抗压强度为1、3 MPa的尾砂胶结块体和抗压强度为6 MPa的尾砂胶结块体与废石混合体进行分级压缩,并记录竖向应力-应变;当加载到某一级荷载胶结块体发生破碎并粉化时,取样进行颗粒筛分试验,分析破碎块体的粒径分布曲线。对试验结果分析可得,在采空区发生塌陷压缩胶结块体时,各种状态下的块体粉化率为8%～15%;胶结块体与废石混合充填,可有效降低围岩塌陷后充填体破碎的块体粉化率,结合泥石流试验结果,尾砂胶结块体充填诱发泥石流的可能性较小;即使发生,也能保证矿区井下正常生产     

大空区尾砂充填体自重压密模型与应用

尾砂是矿山充填的主体材料,属典型松散介质,在外力及自重作用下具有明显的压密特性。不同压密条件下尾砂物理力学性质也随之变化,但迄今还没有较合理的计算方法。以大红山铜矿尾砂为研究对象,采用origin软件自定义函数对尾砂三联杆高压固结试验结果进行拟合分析,得到尾砂密度随外加载荷变化的关系满足幂函数特征。通过分析采场内尾砂微元体自重条件下的受力平衡条件,得到大空区尾砂充填体密度随高度的变化关系满足幂函数特征,函数为可积分函数,尾砂密度随高度的增大而增大,增长速率逐渐减小。Fluent数值模拟计算结果和工业试验结果表明,所得尾砂充填体自重压密模型与实际情况相符很好,具有较高的工程指导价值。     

超细尾砂胶结充填体强度计算模型及应用

超细尾砂已成为充填材料的主要来源。为了便于充填料浆配合比设计与强度预测,基于超细料浆微观结构,提出用固体填充率表征充填料浆结构密实程度。选用某矿山超细尾砂进行了63组配合比强度试验。研究结果表明：固体填充率和水灰比与充填体无侧限强度分别呈指数函数和负幂函数关系。采用Pearson理论对试验样本进行相关性分析,结果表明：固体填充率与水灰比相互独立。在此基础上,建立了超细尾砂胶结充填体双变量强度计算模型,模型计算值与试验值的误差在7%以内。进行了超细尾砂胶结体强度随养护时间增长的试验,基于试验数据拟合规律,提出了强度龄期数学模型,建立了三变量强度计算公式。模型能准确预测矿山充填体强度,且能有效指导矿山充填料浆设计。     

深部采空区尾砂胶结充填体强度特性试验研究

采空区充填体可以改善围岩应力状态、限制围岩移动的规模,维护空区的稳定性和地表的生态环境。根据充填体作用的机理,利用正交试验研究影响尾砂充填体强度的因素,优选出符合工程需要的尾砂胶结充填体材料配比,分析了该配比下的充填体强度特性。结果表明,充填体可以有效地限制该矿区的地压活动,对于资源的二次利用和环境保护也有较大意义。     

青铜沟汞锑矿尾砂充填系统方案设计

尾砂充填是一个复杂的系统,需要综合多个学科的知识。结合青铜沟汞锑矿工程对尾砂充填系统进行研究,青铜沟汞锑矿工程在多年的开采过程中形成了大范围的地下采空区。为了解决采空区安全问题,需要对采空区进行充填。综合考虑地下采空区的分布情况,将尾砂充填分为3个充填单元,采用分区充填方式进行处理。通过4种方案比选,在青铜沟820 m设置充填站为较优方案,为了保证采空区充填质量,选用3种充填料以满足充填需求,建设3个长方形卧式砂仓。结合青铜沟汞锑矿工程经验,从砂料制备、胶结充填料制备、管道铺设、管路选择等方面对充填实施过程进行了详细介绍,可为类似矿山尾矿充填工程提供参考。     

废石尾砂胶结充填体材料力学特性研究

<正>用废料进行复合集料充填是一种创造性的有效采矿充填法(Annor,1999)。复合集料因具有良好和独特的结构特性而被广泛应用在许多工程领域。废石尾砂胶结充填是最流行的复合集料充填方法之一。它能充分消纳矿山产出的废石和尾砂,不仅维护了矿山生态环境而且促进了矿山可持续发展。     

混合充填骨料胶结充填强度试验与最优配比决策研究

将全尾砂作为充填料进行充填法采矿,不仅可以降低采矿成本,而且还能够实现固体废弃物资源化利用,同时将固体废弃物充填地下保护环境,维护生态平衡。由于尾砂粒径较细,需要与棒磨砂、戈壁砂混合作为充填料应用于充填采矿,有必要开展混合充填骨料的配比优化研究。首先,分别测试了棒磨砂、戈壁砂和尾砂3种骨料的粒径级配和不均匀系数。然后进行了9组配比的胶结充填体强度试验,在该基础上对试验样本进行训练,建立了神经网络预测模型。最后采用该预测模型,进行混合充填骨料正交设计方案的充填体强度预测,并分别采用极差分析和回归分析,揭示了充填体强度与混合充填骨料特征值之间的关系。研究发现,混合骨料平均粒径和不均匀系数不同,充填体早期和后期强度存在显著差异;平均粒径较小的混合骨料早期强度较高,而平均粒径较大者则更利于提高充填体的后期强度。     

混合充填骨料胶结充填强度试验与最优配比决策研究EI北大核心CSCD

将全尾砂作为充填料进行充填法采矿,不仅可以降低采矿成本,而且还能够实现固体废弃物资源化利用,同时将固体废弃物充填地下保护环境,维护生态平衡。由于尾砂粒径较细,需要与棒磨砂、戈壁砂混合作为充填料应用于充填采矿,有必要开展混合充填骨料的配比优化研究。首先,分别测试了棒磨砂、戈壁砂和尾砂3种骨料的粒径级配和不均匀系数。然后进行了9组配比的胶结充填体强度试验,在该基础上对试验样本进行训练,建立了神经网络预测模型。最后采用该预测模型,进行混合充填骨料正交设计方案的充填体强度预测,并分别采用极差分析和回归分析,揭示了充填体强度与混合充填骨料特征值之间的关系。研究发现,混合骨料平均粒径和不均匀系数不同,充填体早期和后期强度存在显著差异;平均粒径较小的混合骨料早期强度较高,而平均粒径较大者则更利于提高充填体的后期强度。     

动态荷载下胶结充填体力学响应及能量损伤演化过程研究

为研究尾砂胶结充填体的动态力学性能及能量损伤演化过程,采用分离式霍普金森杆对尾砂胶结充填体进行了不同应变率下的冲击加载试验。试验结果表明：充填体的动态抗压强度和动态抗压强度增强因子随应变率的增加呈指数函数递增规律,且水泥含量越低的充填体应变率效应更显著;充填体的峰前能耗量密度、峰后能耗量密度、单位体积应变能及总能耗量密度随应变率的增加均呈指数函数递增规律,且动态抗压强度与峰后耗散能密度具有明显的正相关关系;冲击载荷作用下,充填体变形破坏主要经历了线弹性变形、屈服破坏及峰后破裂这3个阶段;在充填体的线弹性变形及屈服破坏阶段,能量以弹性应变能的形式储存在试样内部,而在峰后破裂阶段,能量以耗散能释放为主;冲击加载下,充填体的受荷能量损伤演化过程划分为损伤稳定发展阶段、损伤加速阶段及损伤破坏阶段3个阶段。     

超细全尾砂材料胶凝成岩机理试验

矿山充填是保护土地资源、生态环境,实现矿山无废开采和消除重大安全隐患的理想途径。以某矿全尾砂为试验材料,在分析该矿全尾砂材料的化学成分、粒径级配组成等基本物理、化学特性基础上,借助XRD能谱分析和电镜扫描（SEM）方法,得到不同条件下的超细全尾砂材料胶凝成岩微观规律。对比以水泥、固结剂1#和固结剂2#分别为胶结剂时充填体的强度结果表明,在灰砂配比、浓度和龄期相同的条件下3种胶结材料充填体的强度大小为：固结剂1#＞固结剂2#＞水泥;固结剂1#可替代水泥作为矿山全尾砂胶结充填的胶结剂,且价格比水泥便宜,有利于降低矿山充填成本。对不同条件下的充填体强度曲线进行拟合,得到充填体的单轴抗压强度增长规律：在养护龄期28 d之内,充填体单轴抗压强度增长规律随龄期变化基本相同,皆遵循指数函数曲线增长规律;当以固结剂1#、2#分别作为胶结材料时,强度增长规律与水泥为胶结剂时相同;强度增长曲线趋势与灰砂配比、料浆浓度以及养护龄期正相关。     

尾砂胶结充填体损伤模型及与岩体的匹配分析

分别对灰砂配比为1:4,1:8,1:10和1:12的4种尾砂胶结充填体进行了力学试验,得出了其应力-应变曲线。分析了不同配比充填体变形与破坏特征,用损伤力学建立了4种不同配比充填体损伤本构方程。经验算对比,所建立的损伤本构方程与试验结果吻合。尾砂胶结充填体损伤研究表明,不同配比的充填体表现出不同的损伤特性,充填体配比越低,达到峰值应力时的损伤值越小;峰值应力后,损伤增长越快,破坏过程越突然。根据岩体开挖释放能量与充填体蓄积应变能相近的原则,探讨了充填体与岩体的合理匹配。充填体与岩体的匹配系数与原岩应力、岩体弹性模量、充填体弹性模量及充填体损伤参数相关。为了便于工程实际应用,对充填体力学试验结果进行了回归分析,得出了充填体强度设计公式,并研究了深部矿床不同开采深度所要求的充填体强度。     

尾矿充填模袋界面摩擦性能试验研究

模袋法这一新型的筑坝工艺是用来解决传统上游法细粒尾矿堆坝难的问题。但目前对其力学性能的理论与试验研究还有待进一步完善,本文采用与某矿山工程施工现场一样的土工布和尾砂,通过对固结一定天数的模袋体及一定压实度的尾砂与土工布进行界面摩擦直剪试验研究。摩擦性能试验表明:对于不同压实度的尾砂与土工布界面摩擦试验和不同充填度的模袋体界面摩擦试验,压实度和填充度越大,其界面摩擦角越大;由于土工布和尾砂的共同作用,模袋的抗剪强度远大于单纯的尾砂抗剪强度,为研究尾矿充填模袋筑坝抗剪强度稳定性提供指导。     

广西南丹地区有色金属尾砂型人工矿床地质特征及其资源化

广西南丹地区尾矿分布于大厂、车河、芒场等矿区.尾砂来自以锡石为主的多金属矿床,尾砂中除Sn,Pb,Zn,Ag,Sb的质量分数达到工业指标外,Au亦达到综合利用指标.通过试验证明,对尾矿中的细微粒锡石可采用风力分级选矿、磁选和化学选矿等方法回收;尾砂中的非金属资源可作为填充材料、水泥原料利用,使尾砂型人工矿床充分的资源化.     

利用直管机自制钢模板在基础工程施工中的应用

在井探和建筑、桥梁、矿山治理等基础工程施工中,常使用钢模板,如尾砂坝治理中的幅射井,基础工程中的人工挖孔桩护孔等.由于井(孔)的直径变化范围大,每次施工都要根据井(孔)直径重新做一批钢模板,既费时,又增加成本,给施工带来不便.为此,针对野外施工情况,采用自制模具加工钢模板,既满足了施工需要,又降低成本.     

改性黄麻纤维联合微生物胶结铀尾砂的抗渗性能试验研究

利用改性黄麻纤维联合微生物诱导碳酸钙沉淀（microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP）技术能有效胶结充填铀尾砂中的孔隙，提高堆浸铀尾砂的抗渗性能。通过研究铀尾砂的颗粒级配、胶结液浓度以及改性黄麻纤维的长度、质量含量和水热处理时间等因素对改性纤维联合微生物胶结铀尾砂的渗透系数的影响，获取最优的胶结参数；采用扫描电镜和X射线衍射仪等测试设备，表征了改性黄麻纤维联合MICP胶结铀尾砂形成的碳酸钙晶体的结构类型，分析其抗渗机制。研究结果表明：经水热处理后的纤维表面粗糙度增大，为微生物提供更多的附着场所，促进了微生物在铀尾砂中的生长、繁殖、迁移和固定，增加了碳酸钙晶体的生成量，提高了碳酸钙沉淀的均匀性，降低了铀尾砂的渗透系数；在颗粒级配编号为A3的铀尾砂中，改性纤维联合MICP胶结后的铀尾砂的渗透系数大幅降低，且纤维长度为20 mm、纤维质量含量为0.5%、纤维水热处理时间为2 h、胶结液浓度为2 mol/L时，经过11轮注浆后铀尾砂的渗透系数降低了99%，此时的参数是最优的；改性纤维联合MICP胶结铀尾砂生成的碳酸钙晶体在衍射角...     

尾砂高水基固化剂充填新技术的应用

采用“高水基单浆料固化剂”作胶结材料，与尾砂制成充填料浆输送到井下采空区，充填体不需脱水且早期强度高。该项新技术在南京铅锌银矿的应用较好地解决了井下采空区充填问题，实现了“无尾矿山”的环保目标，取得了显著的效益。     

金川镍矿浮选尾砂的物质组成及开发应用研究

选矿尾砂是金川公司最大的工业废弃物和污染源 ,其潜在利用价值、治理及其综合利用途径一直是工程技术人员探讨的重大课题。物质组成研究表明 ,金川镍矿选矿尾砂含Ni 0 .2 0 %～ 0 .2 5 %、Cu 0 .16%～0 .2 5 %、Co 0 .0 0 8%～ 0 .0 2 % ,主要矿物为橄榄石、辉石、蛇纹石、透闪石、绿泥石 ,少量为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿等 ,大多数颗粒粒径为 5 0～ 14 0 μm。可以通过有价组分的回收、井下充填物料这两种途径综合回收利用     

矿山充填孔及尾砂矿充填回采技术的应用与探讨

尾矿砂是固体矿物矿山开采选矿过程中的废弃产物,大量尾砂地表堆积库存,给生态环境,耕地及人民生命安全带来严重的危害。矿山回采区回填,是矿山开采可持续发展的趋势。通过已开采矿山应用尾矿砂充填采空区的实践研究成果,介绍了矿山充填钻孔施工及尾矿充填工艺等技术,并分析阐述了矿山尾矿砂回填这种"绿色"开采社会意义和经济价值。     

铜绿山铜铁矿尾砂中分散元素地球化学特征

1 前言 随着矿产资源的大量开采和冶炼,产生了大量的矿山固体垃圾--尾砂.尾砂是矿石在磨碎选矿后形成的,往往被集中堆存在矿山附近的尾砂库中.尾砂的长期堆存不仅占用大量的土地,并且在地表径流、风、雨水淋滤等自然作用下,其中的有毒金属等组分不断扩散迁移,影响其周边的土壤、水体和大气(周涛发等,2004).