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     

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。     

安徽淮北廖家铁矿地质灾害分析及治理建议方案

通过研究安徽省淮北市廖家铁矿自然地理和地质环境等特点、分析矿区地质灾害现状发现,矿区范围内可能会发生因矿山开采引发的采空塌陷、地表岩石移动等地质灾害。经分析论证,矿区采空区拟选用上向进路尾砂胶结充填法、上向水平分层尾砂胶结充填法、浅孔留矿嗣后充填法三种充填加固方法;矿山闭坑后废弃井筒密闭填充,拆除相关建筑物,覆土整平。通过灾害治理,以达到减小对矿山地质环境的破坏的目的,使矿山生产得以安全有效进行。     

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。     

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。     

金属矿尾废胶结充填体破裂演化过程原位CT扫描试验研究

为了揭示金属矿尾废胶结充填体(CWRB)破裂过程中的细观力学特性及尾废胶结协同作用机制,采用单轴压缩实时CT扫描力学试验对废石含量(WBP)为0%(全尾砂胶结充填体)、30%、50%和70%的充填体损伤破裂演化过程进行了可视化和数字化表征,揭示了充填体细观损伤和破裂演化的内在力学机制。结果表明,尾废胶结充填体中的废石含量会影响应力-应变响应,随着废石含量的增加,充填体的强度也会增加。强度增加的主要原因是试样中挠曲破裂面扩展的地质力学效应。充填体开裂后裂纹的形状受废石块形状、大小和分布的影响。基质-块体交接界面为充填体中最薄弱的部分。裂纹的形成和扩展最终导致了尾废胶结充填体的应力剪胀行为。界面损伤开裂控制了试样中裂纹扩展路径及强度特性。尾废胶结充填体的强度效应取决于块石的含量,废石-废砂胶结充填体的相互作用控制着试样强度的增加,块石间的互锁作用对于提高试样的整体刚度具有重要影响。该研究成果对于金属矿固废绿色处置及矿产资源的可持续开发具有理论指导意义。     

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。     

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。     

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。     

江西乐平市戴村生态环境健康风险评价

戴村位于江西省乐平市,长期受毗邻德兴矿集区内多个矿山开采产生的重金属污染的影响,矿山开采过程中,开采与选冶、矿山尾砂库堆积、露天废石厂淋滤和老窿洞等产生的废渣废水能携带大量重金属元素通过向土壤、地表水、地下水、及生物体中迁移,长此以往可造成严重的重金属污染,进而破坏地区生态环境（刘春阳等,2006;王晓亮等,2013;Liu Guannan et al.,2013;柳建平等,2014）     

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。     

陕西八卦庙金矿床深部开采方案——空场采矿法废石尾砂空区充填处理的讨论

陕西凤县八卦庙金矿床,由建矿初期日处理选矿量100t到2003年日处理2600t,年处理选矿量90～100万t,随着选厂处理矿石量的加大,矿山地下开拓采矿系统集中在矿体富集区长400m宽200m范围内,形成多中段同时开采。在处理1390m中段采空区中上中段形成两条断裂分别为70°、45°,随后沿70°断裂缝地表凹陷,并波及到其它采空区,形成大面积地压险陷,大量废石涌入。原矿地质品位逐年减少,矿山抗风险能力降弱。南坡治理及深部开拓迫在眉睫。采空区处理方案将是今后矿山发展的重要措施之一。建议深部开拓采矿系统采用空场采矿法对采空区以废石、尾砂、水泥进行固结空区充填处理。     

广东大宝山多金属矿山环境污染问题及启示

大宝山矿是一座大型多金属矿床。目前，在该地区有国家和地方以及个体等多家矿业单位进行开发，由于长期开采对周围水土中释放了大量重金属和酸性废水，从而破坏了自然环境。本文根据该矿床的矿山地质环境和污染现状，认为矿山在进行规划、布局和建设时应充分考虑到自然条件对环境的自然净化作业，即矿山的尾砂坝应建在碳酸盐岩地层区，矿山的废渣、废石、废水尽可能地在上游碳酸盐岩地区多停留，以减少重金属和酸性废水对下游的影响。     

玄武岩石材矿尾砂应用实验研究

针对玄武岩质建筑石材矿山产生的废弃物（碎石和尾砂）,依据环氧树脂有机胶黏剂的热固成型原理,使用环氧树脂乳液、有机固化剂和无机胶黏剂对废弃物进行复合石材试验.经物料均匀搅拌、模具成型、热压机施压和样品干燥、抛光、切边、修整等工序试制复合石材.通过测试复合样品的物理性能参数,其抗折强度超过天然石材商品,其他指标也基本达到相应建筑石材产品的质量标准.这种矿山废料的再利用方法,对减少矿山尾砂、治理环境污染、变废为宝以及增加企业经济收益有一定的作用.     

地学园地

矿洞充填新技术采矿后留下的空洞,既不安全又不好处理,选冶后剩下的尾砂既占用大量土地又严重污染环境.这是世界采矿业存在的两大难题.虽然国际上在60年代出现了尾砂分级充填技术,即是将尾砂分级筛选,粗的用于充填,但其只可     

六梅金矿断层上盘运输道塌陷治理实践

文章针对贵港市六梅金矿85m中段断层附近上盘运输道受地压活动影响面临塌陷的具体情况,分析了巷道被破坏的原因,并介绍了有针对性的预防塌陷的治理方案——废石充填的具体实施过程,可为其他矿山生产提供参考。     

全尾砂-废石混合回填膏体渗透特性试验研究

塌陷区混合回填膏体是由全尾砂、废石人工制备得到的复合宽粒级散体,其渗透性能直接影响到塌陷区回填体稳定性及次生灾害发生的可能性。采用自制的渗透性试验装置,研究了废石含量、废石粒径对混合回填体渗透系数的影响,并对回填体固有特征参数（粒径小于0.075、0.02 mm颗粒含量、不均匀系数 、平均粒径）与渗透系数之间关联性进行了研究。试验结果表明,回填膏体渗透系数随废石掺量及粒径增大而增加,细粒效应显著。回填体中粒径小于0.075、0.02 mm颗粒含量对其渗透性影响至关重要,与渗透系数呈负指数关系。渗透系数随 值增大而增大。当 20时,渗透系数增加趋于稳定。给出了混合回填体渗透系数定量方程,其结果与试验结果较为一致。     

某铀矿山废石堆场氡污染调查

通过对某铀矿山11个废石堆场氡析出率和大气氡浓度的测量及氡所致年有效剂量估算表明,该矿山正在使用的废石堆场氡析出率值均超出了国家规定的管理限值水平,只有退役治理后的废石堆场氡析出率在管理限值以内;矿山废石堆场产生的大气氡浓度值为72.35Bq/m3,其所致的年有效剂量值为0.69mSv。     

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。     

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。