深井矿山充填理论与技术

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

《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。

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

矸石充填综采沿空留巷是实现煤矿绿色开采、提高煤炭采出率、降低深井开采三高危害的有效途径。本项目针对我国迫切需要开发的深井大采高矸石充填综采无煤柱沿空留巷技术展开深入的基础理论与应用研究，主要研究内容和思路为：运用采动岩体结构运动的关键层理论及充填开采沉陷控制理论，系统研究矸石充填材料压实和蠕变特性以及矸石充填综采沿空留巷围岩的变形特点、应力分布特征和支护结构的作用机理；建立考虑充填矸石变形过程的矸石充填综采巷道覆岩运动关键层矿压模型，揭示其矿山压力与岩层运动控制机理。建立顶板-煤帮-支护结构-充填矸石耦合动力学模型，探讨耦合系统响应计算的方法，得到充填条件下关键层的破断、运动规律及成拱的条件。提出矸石充填综采沿空留巷的原理，完善沿空留巷理论和技术。在分析采深、采高和充填物变形性质对沿空留巷围岩变形和破坏影响的基础上，提出矸石充填综采沿空留巷控制措施。

深井矿山采矿方法与浅井开采基本相同，包括空场法、充填法和崩落法三大类，但其结构参数、回采顺序、回采工艺等应根据深井矿山特点进行相应调整，而且由于深井矿山的特殊性，充填采矿法将成为主流采矿方法。

深井地应力增大，可利用这一特点，研究非爆破采矿技术的可行性。

深井提升费用、排水费用增大，应研究利用排水过程水力提升矿石的可行性。为降低水力提升成本，提高水力提升效率，矿石粒度应严格控制、将选矿厂，或者选矿厂的磨矿工序置于井下应是未来深井矿山井下采选一体化的发展方向，其优势在于：减少甚至取消原矿提升工序，降低原矿提升运输费用；水力提升精矿，降低成本；尾矿就地充填；地表环境得到根本改善。但选矿厂建于井下，也存在一些技术、安全和环境问题，如大断面硐室的维护，废理，事故的处理等。