金属矿山环境友好型胶结尾砂充填试验与实践

0 绪论

0．1 充填采矿技术的发展历程

0．2 固化剂简介

0．2．1 胶结尾砂机理

0．2．2 水化反应

0．3 工程背景介绍

第一部分 室内试验

1 固化剂与水泥胶结尾砂充填体强度对比试验

1．1 试件的制备及养护

1．1．1 试验材料

1．1．2 试验配合比及浓度计算方法

1．1．3 试件制作及养护设备

1．1．4 尾砂含水率测定

1．1．5 试件制作及养护过程

1．2 抗压强度试验

1．2．1 试验原理

1．2．2 试验仪器

1．2．3 试验步骤

1．2．4 试验数据计算与整理

1．2．5 试件破坏过程分析

1．2．6 抗压试验结果及分析

1．3 抗拉强度试验

1．3．1 试验原理

1．3．2 试验步骤

1．3．3 试验数据计算与整理

1．3．4 试件破坏过程分析

1．3．5 抗拉试验结果及分析

1．4 抗剪强度试验

1．4．1 -/J戈验原理

1．4．2 试验步骤

1．4．3 数据处理

1．4．4 抗剪试验结果及分析

1．5 本章小结

2 浆体试验

2．1 流动度试验

2．1．1 试验原理

2．1．2 试验仪器

2．1．3 试验方法

2．1．4 试验结果及分析

2．2 泌水试验

2．2．1 试验原理

2．2．2 试验方法

2．2．3 试验结果及分析

2．3 沉降试验

2．3．1 充填浆体沉降速率试验

2．3．2 外加絮凝剂沉降试验

3 管道输送实验室试验

3．1 试验目的

3．2 试验材料及装置

3．3 试验内容

3．4 试验过程

3．5 试验结果

3．6 本章小结

4 水化热

4．1 水化热室内试验

4．1．1 试验原理

4．1．2 试验仪器

4．1．3 试验步骤

4．1．4 数据处理

4．1．5 试验结果

4．2 热力学计算

4．2．1 水泥胶结分级尾砂充填升温计算

4．2．2 新型固化剂胶结分级尾砂充填升温计算

4．3 本章小结

第二部分 现场试验

5 固化剂胶结尾砂充填体强度试验

5．1 固化剂胶结尾砂充填体强度试验

5．1．1 试验目的

5．1．2 试验方案

5．1．3 试件制备及养护

5．1．4 单轴抗压强度试验

5．2 充填体强度现场取样试验

5．3 分层离析情况

5．4 本章小结

6 充填挡墙试验

6．1 试验目的及意义

6．2 充填挡墙调研

6．3 充填混凝土挡墙现场试验

6．3．1 试验内容

6．3．2 数据处理

6．3．3 数据分析

6．4 本章小结

7水化热试验

7．1 试验目的及意义

7．2 试验内容

7．3 本章小结

8 充填体顶板变形及竖筋应力试验

8．1 试验目的和意义

8．2 试验内容

8．2．1 试验总体思路

8．2．2 试验方案

8．2．3 试验仪器

8．3 试验过程

8．3．1 试验仪器安装

8．3．2 测点布置

8．3．3 监测制度

8．4 试验结果

8．4．1 监测结果记录

8．4．2 监测结果分析

8．5 数值模拟

8．5．1 建立模型

8．5．2 本构模型及边界条件

8．5．3 模拟材料

8．5．4 模拟方案

8．5．5 数值模拟结果及分析

8．6 顶板裂隙状态

8．7 本章小结

9 爆破振动对固化剂胶充体顶板稳定性影响分析

9．1 引言

9．2 爆破振动安全判据

9．3 爆破振动监测与分析

9．3．1 测试仪器

9．3．2 爆破振动效应监测

9．3．3 萨道夫斯基经验公式的线性回归

9．4 爆破振动数值分析

9．4．1 数值模型

9．4．2 动力荷载

9．4．3 数值模拟方案

9．4．4 数值模拟结果及分析

9．5 本章小结

10 发泡剂接顶优化

10．1 发泡剂性能指标测试

10．1．1 试验材料及设备

10．1．2 稀释倍率

10．1．3 发泡倍数

10．1．4 沉降距的测定

10．2 发泡剂对浆体流动度影响

10．2．1 泡沫充填体流动度试验

10．2．2 接顶性实验室模拟试验

10．3 本章小结

参考文献2100433B

《金属矿山环境友好型胶结尾砂充填试验与实践》系统地介绍了环境友好型胶结尾砂充填开采在某矿山中的应用实践。全书内容主要分为室内试验和现场试验两大部分。室内试验包括：固化剂与水泥胶结尾砂充填体强度对比试验、浆体试验、管道输送实验室试验、水化热试验；现场试验包括：固化剂胶结尾砂充填体强度试验、充填挡墙试验、现场水化热试验、充填体顶板变形及竖筋应力试验、爆破振动对固化剂胶结尾砂充填体顶板稳定性影响分析以及发泡剂接顶优化试验。

《金属矿山环境友好型胶结尾砂充填试验与实践》可供矿业工程技术人员阅读，也可供相关领域的科研人员和高校相关专业的师生参考。

在常规工况下，充填倍线的定义能够反映矿山充填料浆输送条件，为判断充填料浆能否自流输送提供依据。但在充填管线先水平或向上敷设、单段竖管长度较长、反坡输送等条件下，充填倍线的原有定义难以真实反映矿山充填料浆的输送状态，不能为料浆自流输送、管道设计提供准确依据。通过工程实践，对如何表征充填料浆输送条件提出修正建议。充填倍线为从系统入口至出口的任一点管道长度与垂直高差之比的最大值，当充填管线先水平或向上敷设时，充填倍线为无限大或负值，这时充填料浆是不能自流输送的。单段竖管长度不但影响管道的设计压力，而且影响充填料浆的输送动能，深井大范围充填时应采用阶梯式管网布置形式。当充填管线有反坡输送时，充填料浆自流输送难度加大，应准确测算充填料浆的反坡输送高度，确定是否增加输送泵，同时应有堵管应急预案，以减少对生产的影响。 2100433B

《深井矿山充填理论与技术》一书有别于以往充填专著和教材的是，针对深井开采涉及到的充填理论与技术问题而展开了研讨，书中重点探讨了深井矿山充填体的作用机理、胶结充填体的质量综合评价、充填材料及质量控制、深井矿山充填系统、深井充填管路磨损等，在讨论上述问题的同时，还特别注重了工程的应用性。

全书内容分7章，其中，第一、二、三、四、五、六章由王新民、肖卫国编写，第七章由张钦礼编写。在《深井矿山充填理论与技术》编写过程中参阅了不少来相关的科技文献，也融入了编著者部分研究成果。

第一章 深井矿山充填体的作用机理

1.1 采场围岩及充填体稳定性的控制因素

1.2 矿山充填体的作用机理

1.3 构造失稳的关键块体稳定性分析

1.4 采场围岩能量控制整体突变失稳分析

1.5 深井矿山区域支护的充填作用评价

1.6 小结

第二章 充填料浆的流动规律及胶结充填体质量的综合评价

2.1 充填料浆的流动规律

2.2 胶结充填体的破坏机理与承载性能

2.3 胶结充填体质量的综合评价

2.4 充填接顶

2.5 小结

第三章 充填材料及充填质量控制

3.1 充填材料的选择依据

3.2 常用的充填材料及其物理化学性质

3.3 充填料浆的配合比

3.4 化学外加剂对充填料浆性能的影响

3.5 活化搅拌技术

3.6 磁化水在料浆配合比中的作用

3.7 充填质量的控制

3.8 小结

第四章 深井矿山可以选择的几种充填系统

4.1 细砂管道自流输送充填系统

4.2 膏体泵送充填系统

4.3 膏体自流充填系统

4.4 块石胶结充填系统

4.5 深井矿山充填系统的选择

4.6 小结

第五章 深井矿山两相流输送技术

5.1 充填材料的物理性能

5.2 料浆特性

5.3 管道特性

5.4 深井矿山充填料浆水力坡度的计算

5.5 小结

第六章 充填料浆深井输送系统及管道磨损

6.1 充填料浆深井输送系统

6.2 充填料浆类型及流动特性

6.3 管道磨损及降低管道磨损的技术措施

6.4 极限管道压力与料浆极限垂直高度的确定方法

……

第七章 国外深井矿山实例

参考文献