某采場(chǎng)非膠結(jié)充填實(shí)驗(yàn)探究范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了某采場(chǎng)非膠結(jié)充填實(shí)驗(yàn)探究參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：黃崗鐵礦Ⅰ礦區(qū)二步驟采場(chǎng)尾砂膠結(jié)充填水泥消耗量較大，充填成本較高。通過全尾砂粒度測(cè)定、滲透性試驗(yàn)及沉降實(shí)驗(yàn)，表明該礦二步驟尾砂粒級(jí)較粗，尾砂的沉降性較好，二步驟充填可以采用全尾砂非膠結(jié)充填，滿足安全生產(chǎn)的需要。

關(guān)鍵詞：二步驟；全尾砂；非膠結(jié)充填

黃崗礦區(qū)呈北東向展布，含礦帶長(zhǎng)19km，寬0.2km～2.5km，劃分成七個(gè)區(qū)（Ⅰ～Ⅶ）。其中Ⅰ礦區(qū)鐵礦走向長(zhǎng)度2km，平均寬約150m。設(shè)計(jì)年產(chǎn)量180萬t/a,采用中深孔分段鑿巖階段出礦嗣后充填法進(jìn)行開采。一步驟回采礦塊（礦房）和二步驟回采礦塊（礦柱）間隔布置，先回采一步驟回采礦塊（礦房），礦房回采結(jié)束后即進(jìn)行膠結(jié)充填、養(yǎng)護(hù)，然后再回采二步驟回采礦塊（礦柱），二步驟回采礦塊（礦柱）回采后的采空區(qū)采用分級(jí)尾砂非膠結(jié)充填[1]。

1回采工藝中深孔鑿巖

在分段鑿巖巷道中進(jìn)行。采用YGZ90型導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)配CTC14型鑿巖臺(tái)車，鉆鑿上向扇形孔中深孔，炮孔直徑Ф55mm，鑿巖炮孔排距（最小抵抗線）1.2m～1.5m，孔底距2m左右。鉆機(jī)效率30m/臺(tái)班。中深孔爆破炮孔每米崩礦量為8t/m左右。炸藥采用乳化卷狀炸藥，起爆器配非電導(dǎo)爆管雷管起爆系統(tǒng)爆破。以切割天井為自由面形成切割槽，再以切割槽為自由面?zhèn)认虮赖V[2]。回采落礦各分段崩礦自由面在垂直方向上基本保持一致或上分段超前下分段2~3排炮孔?；夭杀普ㄋ巻魏臑?.40kg/t左右。采場(chǎng)出礦采用ACY-2、ACY-3或WG-2型柴油鏟運(yùn)機(jī)。每臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)負(fù)擔(dān)兩個(gè)礦塊的出礦工作，從出礦進(jìn)路裝礦運(yùn)輸至采區(qū)溜礦井缷礦?？刂撇蓤?chǎng)放礦塊度為下于800mm，不合格大塊在裝礦進(jìn)路中進(jìn)行二次爆破處理。采區(qū)溜礦井下部采用XZGZ1843振動(dòng)給礦機(jī)放礦，將礦石裝入4m3側(cè)卸式礦車。

2采場(chǎng)充填

目前礦山一步驟采場(chǎng)采用高配比全尾砂膠結(jié)充填，不同高度采用不同配比灰砂比的充填料漿，其具體分布為：下部5m采用灰砂比1：4的充填料漿，中下部14m采用灰砂比1：8的充填料漿，中部5m采用灰砂比1：6的充填料漿，中上部24m采用灰砂比1：8的充填料漿，上部2m采用灰砂比1：4的充填料漿；二步驟采場(chǎng)采用低配比全尾砂膠結(jié)充填，其具體分布為：下部6m采用灰砂比1：4的充填料漿，中部及上部44m采用灰砂比1：15~1：18的充填料漿。采場(chǎng)礦石出完后，采用管內(nèi)徑為100mm的硬質(zhì)波紋脫水管從采場(chǎng)頂部貫穿整個(gè)采場(chǎng)，然后從采場(chǎng)下盤的底部巷道內(nèi)拉出。脫水管安裝結(jié)束后，對(duì)采場(chǎng)的各個(gè)透口進(jìn)行密閉工作，密閉墻采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。密閉墻施工完后開始采場(chǎng)充填工作，充填管經(jīng)上部中段運(yùn)輸巷進(jìn)入采場(chǎng)下盤，開始采場(chǎng)充填，過密閉墻時(shí)，嚴(yán)格控制面料上升高度，每次充填高度控制在0.8m~1.0m，過充填擋墻后，每次充填高度控制在2m~5m，直至采場(chǎng)充滿。

3存在問題分析

（1）礦山現(xiàn)有充填系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中只使用了一套系統(tǒng)，即只用了2個(gè)砂倉(cāng)，一個(gè)水泥倉(cāng)，一套攪拌系統(tǒng)和充填鉆孔。實(shí)際運(yùn)行過程中，一個(gè)砂倉(cāng)進(jìn)砂時(shí)，粗砂沉降進(jìn)入倉(cāng)底，而倉(cāng)頂溢流的的細(xì)顆粒進(jìn)入隔壁另外一個(gè)砂倉(cāng)進(jìn)行存儲(chǔ)。砂倉(cāng)進(jìn)砂沉降滿倉(cāng)后，即可進(jìn)行連續(xù)充填（即同一砂倉(cāng)上部進(jìn)砂的同時(shí)，砂倉(cāng)下部不間斷連續(xù)進(jìn)行充填）。而只有當(dāng)儲(chǔ)存細(xì)顆粒的砂倉(cāng)存儲(chǔ)滿之后，才將細(xì)顆粒砂倉(cāng)放入井下進(jìn)行充填。目前的充填方式，不是真正意義上的全尾砂充填，而是經(jīng)過自然分級(jí)之后的分級(jí)尾砂充填。進(jìn)砂的砂倉(cāng)沉降后的尾砂顆粒很粗，沉降快；而緩沖倉(cāng)中的尾砂顆粒相對(duì)較細(xì)，沉降慢。（2）現(xiàn)場(chǎng)取樣觀察發(fā)現(xiàn)，尾砂沉降后，砂倉(cāng)放出來的尾砂經(jīng)與水泥混合攪拌后的料漿迅速沉降，證明尾砂顆粒粗，粗砂充填時(shí)水泥與尾砂容易離析；而細(xì)顆粒溢流到緩沖倉(cāng)中，細(xì)砂充填需要的水泥消耗量大。

4充填試驗(yàn)

（1）全尾砂粒度測(cè)定。為模擬二步驟分級(jí)尾砂充填情況，選取連續(xù)正常工作時(shí)在礦山尾礦庫(kù)排尾口對(duì)選鐵后的最終尾砂，為避免細(xì)和極細(xì)的泥尾流失，現(xiàn)場(chǎng)就近找平地鋪防滲彩條布對(duì)全尾砂進(jìn)行蒸發(fā)晾曬，干燥后均勻堆積。全尾砂基本物理參數(shù)測(cè)定（比重、容重、休止角）、粒級(jí)組成測(cè)定（中值粒徑、不均勻系數(shù)）、全尾砂及全尾砂+水泥膠結(jié)沉降試驗(yàn)測(cè)定。全尾砂物理參數(shù)測(cè)定主要有比重、松散容重、壓實(shí)容重、休止角，以及由比重和松散、密實(shí)容重得出的孔隙率。（2）全尾砂沉降性試驗(yàn)滲透系數(shù)k是綜合反映充填體滲透能力的一個(gè)指標(biāo)，全尾砂滲透性能的好壞，表征水從充填材料固體顆粒間孔隙中流過的能力，它決定著充填體的脫水速度、固結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度值。影響充填體滲透系數(shù)大小的因素很多，主要取決于充填體材料顆粒的形狀、大小、不均勻系數(shù)和水的粘滯性等，試驗(yàn)主要采用TST–55型滲透儀在變水頭條件下測(cè)定全尾砂的滲透系數(shù)的方法。通過實(shí)驗(yàn)，求取平均值得到此次全尾砂試樣的滲透系數(shù)為13.343cm/h，表明水從充填料固體顆粒間孔隙中流過的能力較強(qiáng)。尾砂的沉降性能對(duì)充填體的物理性質(zhì)具有較大影響，它決定著充填料漿的沉降特性。充填料漿一般在最初階段常常處于飽和狀態(tài)，在脫水的過程中，由于毛細(xì)壓力和固體顆粒自重的作用，充填料漿體積減小，自然壓密，此過程就是充填料漿的自然沉降過程。礦山全尾砂充填一般采用礦山選礦廠經(jīng)濃密后重量濃度45%的底流，為實(shí)現(xiàn)全尾砂高濃度膠結(jié)充填，需要對(duì)全尾砂進(jìn)行濃縮沉降。全尾砂沉降依次包括三種狀態(tài)特征：全尾砂分級(jí)，粗重顆?？焖傧鲁粒^細(xì)顆粒緩慢下移，更細(xì)的顆粒則懸浮于上部；粗粒沉降，粗顆粒沉降壓縮到相互緊密接觸的狀態(tài)；細(xì)粒沉降，懸于上部的細(xì)顆粒沉降壓縮到顆粒緊密壓縮的狀態(tài)，達(dá)到最大沉降濃度。其沉降速度取決于尾砂的密度和細(xì)度，密度越小，粒度越細(xì)，最大沉降濃度越低。因此最大沉降濃度將直接影響充填工藝和充填能力。試驗(yàn)進(jìn)行了全尾砂9組及全尾砂+水泥12組充填料漿沉降特性試驗(yàn)，試驗(yàn)采用1000ml的量筒來進(jìn)行，全尾砂沉降試驗(yàn)分別以質(zhì)量濃度為20%、30%、40%、50%、60%、65%、70%、75%、80%的料漿配料；全尾砂+水泥沉降試驗(yàn)分別以質(zhì)量濃度為60%、65%、70%、75%的料漿配料，水泥比尾砂（灰砂比）分別為1:4、1:8、1:10。每組試驗(yàn)重復(fù)三次，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，求取平均值。

5結(jié)語(yǔ)

（1）通過對(duì)黃崗礦業(yè)公司Ⅰ礦區(qū)充填材料的試驗(yàn)研究，我們得出了尾砂的平均粒徑為182μm，尾砂粒級(jí)屬較粗級(jí)，尾砂的滲透性及沉降性都較好，二步驟充填可以采用全尾砂非膠結(jié)充填。（2）二步驟采場(chǎng)充填體所需要的強(qiáng)度，比第一步驟采場(chǎng)充填體的強(qiáng)度低，灰砂比可以比較小，可采用低強(qiáng)度的膠結(jié)充填體或非膠結(jié)充填體，將二步驟采場(chǎng)空區(qū)充滿即可。而采場(chǎng)實(shí)際充填時(shí)，還需要考慮尾砂性質(zhì)、采場(chǎng)工程和采礦工藝的要求，不同條件下采場(chǎng)不同高度采用不同配比強(qiáng)度充填體。根據(jù)充填材料試驗(yàn)及礦山充填系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，當(dāng)?shù)V山采用選廠進(jìn)料后沉降后的粗尾砂充填時(shí)，其Ⅰ礦區(qū)二步驟采場(chǎng)可以采用全尾砂進(jìn)行非膠結(jié)充填。

參考文獻(xiàn)：

[1]常慶糧,周華強(qiáng),柏建彪,等.膏體充填開采覆巖穩(wěn)定性研究與實(shí)踐[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2011（2）:279-282.

[2]李興東,楊永杰.巷道支護(hù)設(shè)計(jì)決策支持系統(tǒng)的研究[J].礦山壓力與頂板管理,2001(4):8-10.

作者：寶力格1；張建忠2 單位：1.內(nèi)蒙古黃崗礦業(yè)有限責(zé)任公司，2.陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司