谦比希铜矿破碎矿岩巷道分类分级支护技术

谦比希铜矿同时采用分段崩落法、分层充填法、空场嗣后充填法开采,巷道布置复杂,近矿围岩种类较多,稳定性不一,巷道支护难度较大,采用单一的巷道支护手段难以满足要求。为此,提出了分类分级支护技术。基于不同的断面尺寸、暴露面积、围岩性质、水文情况、工程地质条件,将巷道或采场划分为5个类别。在此基础上,将锚杆、锚索、钢筋网、湿喷混凝土多种支护方法优化组合,形成了5个不同支护强度等级的方案。该技术在生产过程中,可操作性高,参数明确,施工难度低,不仅最大限度地降低了支护成本,而且满足了高效安全的支护要求,为我国海外资源战略提供了技术支持。     

某矿全尾砂胶结充填物料性能研究

某矿现有分级尾砂充填系统效率低、尾砂供应不足、工艺复杂。对该矿全尾砂作为充填骨料的可行性进行研究,配制浓度为66%、68%、70%和72%,灰砂比为1∶4、1∶8、1∶12的全尾砂胶结充填物料,并检测物料的沉降、渗透、凝结、强度等性能。检测表明,全尾矿孔隙率为39.71%,自然安息角为40°,平均粒径为0.049 7 mm,尾砂较细。试验结果表明,料浆的沉降作用产生的泌水率为6.39%~23.76%,浓度提高幅度为1.81%~8.77%,渗透速度为0.25~0.36 cm/h;灰砂比1∶4时,充填料浆终凝时间为26.2~23.9 h;灰砂比1∶8时,终凝时间41.4~40 h,初终凝时间差不超过2 h;各组胶结料浆塌落度为24.9~26.8 cm,流动性较好。各组试样28 d强度在0.38~1.9 MPa,且浓度、水泥量与强度呈正相关的关系。结合矿山采矿方法对凝结时间、强度等的要求,推荐配比为灰砂比1∶8,浓度70%~72%。研究成果可为同类矿山全尾砂胶结充填物力学性能的确定提供参考。     

上向水平分层胶结充填法在杜达铅锌矿的应用

介绍了上向水平分层胶结充填采矿法在杜达铅锌矿的应用情况。该采矿方法能及时充填采空区,有效控制围岩地压,解决了地表塌陷问题,保证了矿山的安全生产,而且提高了劳动效率,矿石回采率提高至95%,贫化率控制在10%以内,矿石的损失贫化指标均降低20个百分点以上,大大提高了矿山的经济效益。     

基于可视化分析的玄武岩纤维#br# 喷射混凝土微观结构研究

玄武岩纤维(BF)掺入引起的孔隙结构变化是影响玄武岩纤维喷射混凝土(BF/SC)力学性能提高的关键因素。纤维与基体密度相近,CT扫描图像区分度较小,传统方法无法直接识别纤维原位分布。可采用分水岭算法和骨架提取算法相结合突破这一瓶颈。文章采用喷射混凝土制作方式,研究了不同BF掺量对BF/SC力学性能的影响;借助CT扫描技术对 BF/SC 微观结构进行可视化分析,测定了BF不同掺量下的孔隙大小组分结构、纤维分布;分析纤维掺量与孔隙结构的响应关系,揭示纤维增强微细观机理。结果表明：玄武岩掺量比为3kg/m3时,喷射混凝土的抗压和抗折性能最好;此时孔隙率为4.36%,大孔隙占比最少;内部结构的纤维分散的比较均匀,且纤维分布方向有利于控制裂缝的产生。当BF掺量大于该值时,其抗压和抗折性能大大降低,引起了总孔隙率提高,出现纤维严重结团现象,导致BF/SC内部大孔隙的增加,这是导致混凝土力学性能恶化的主要原因。     

剪切浓密床层孔隙网络模型与导水通道演化

剪切作用是膏体重力浓密制备的基础要素, 本文研究了浓密床层孔隙和喉道的变化对导水通道的影响, 揭示了水分排出的来源与比例. 开展半工业实验并结合计算机断层扫描(CT)与孔隙网络模型(PNM)提取床层微观孔隙结构, 利用最大球搜索算法识别并分析剪切前后孔隙与喉道的演化规律. 结果表明, 添加转速为2 r·min-1的剪切作用将尾砂底流浓度(即底流的固相质量分数)由55.8%提升到58.5%, 孔隙率由43.05%降低到36.59%, 孔隙率降低的比率为15%. 通过PNM技术将孔隙空间划分为"球体"储水孔隙与"棍体"喉道; 剪切后球体和棍体数量分别增加了16.5%和22%, 球体平均尺寸小幅下降, 球体半径多集中在40~60 μm之间. 棍体平均半径由9.83 μm降低至8.58 μm, 降低了12.7%, 棍体长度变化较小. 剪切作用下的球体配位数在5~10的部分从25.73%增加至44.58%, 配位明显增多, 颗粒接触紧密. 本文提出"球棍比"的概念用于孔隙结构的定量表征. 剪切后球体体积占比由14.14%降低至12.75%, 球体体积减少的比率达到9.83%;棍的体积由28.91%降低至23.84%, 棍体积减少的比率为17.54%. 球棍比由48.91%增加至53.48%, 球棍比提升的比率达到了9.34%, 与球体体积减小相比, 棍的体积减少的幅度更大, 导致球棍比上升. 本文从孔隙结构变化的角度揭示了全尾砂重力浓密剪切排水机理; 剪排水过程中主要排出的是喉道中的水分, 孔隙中的水分排出较少.      

白砂岩卸围压强度与损伤破坏特征

为了探讨白砂岩卸围压强度变形特征,利用RMT岩石力学试验系统进行了常规三轴、恒轴压卸围压应力路径试验,分析了白砂岩卸围压强度、变形、稳定时间和损伤破坏特征。获得以下主要结论:相同初始围压下,卸围压速率越大,屈服段越小,相同卸围压速率下初始围压越大屈服特性越明显;相同初始围压下,随着卸围压速率的减小,白砂岩破坏时的轴向变形增大,表明脆性减弱而延性增强,破坏时的内部损伤越严重;随着卸围压速率的减小,同一初始围压下破坏时围压增加,围压降减小而围压比增大;初始围压越大白砂岩稳定时间越长,但随着卸围压速率的增大稳定时间迅速减小,卸围压速率达到1 MPa/s时,初始围压对稳定时间的影响已很小,不同初始围压下单位围压稳定时间的减小规律基本一致,且受初始围压影响甚微;卸围压应力路径对白砂岩的黏聚力有弱化效应,而对内摩擦角有强化作用,卸围压速率越大内摩擦角越大,黏聚力越小;利用八面体剪应力,基于Mogi-Coulomb强度准则获得了白砂岩强度判别通式;卸围压应力过程中声发射振铃计数一直处于较低水平,在破坏之前没有渐进增长的变化过程,且最大声发射出现在应力峰值处,可知卸围压过程中岩样内部损伤发展缓慢,损伤的快速发展形成主控破裂面主要出现在峰值处,且破坏之前没有声发射渐增先兆,破坏突然;白砂岩发生典型单一破裂面的剪切破坏,且随着卸围压速率的增大,破裂角整体呈增大趋势。     

高炉水淬渣水硬活性及最佳掺入比例的研究

由于高炉水淬渣的生产工艺不同,造成了其水硬活性差异性较大,为高炉水淬渣这一固体废弃物的资源化利用带来难题.通过对高炉水淬渣的化学成分分析、XRD分析,初步对其活性进行判定.测试高炉水淬渣不同掺入量的试件强度,运用活性系数法和活性因子法分析其潜在水硬活性,且其水硬活性随时间的增长而增长.试验结果表明,该高炉水淬渣在水泥胶...     

谦比希铜矿膏体充填料浆流动性测试

膏体充填可有效解决采空区固废处置问题,实现安全、高效、高质量回采。为最大程度使用尾砂,降低矿山开采成本及安全隐患,谦比希铜矿引入膏体充填技术,首先对该技术方案的基本构成系统进行了介绍,之后针对该充填方案设计出对应的环管实验,通过环管实验测试了不同浓度及配比条件下膏体的流动性能,最终确定最佳膏体充填浓度为66% ~ 68%、最佳灰砂比为1∶16,此时膏体流动性较好,对应的沿程阻力为4.5~6.5 MPa/km,塌落度为26~28 cm,可保障膏体充填的高效性,为当地矿产资源有效利用、环境保护树立了典范。     

基于块体模型的储量估算方法

在矿山储量估值中,克里格法和距离幂次反比法在原理和方法上具有独特优势,被广泛使用。但是在实际应用中,特别是在金等贵金属矿床的储量估值中,结果并不尽如人意。在研究两种方法的原理基础上,以某金矿为工程背景,借用3DMine矿业软件为工具,分别采用克里格法和距离幂次反比法对该矿体进行储量计算,估算出矿山地质储量。并将两种方法的估值结果与矿山实际情况进行对比研究,探讨两种估值方法误差产生的原因。研究表明,理论上被认为优于传统估值方法的克里格法,在金等贵金属矿床储量估算中,所获得的估算值并不比距离幂次反比法准确。通过对块体模型进行改进,并采用两种方法的平均值,得到一个更合理的估值结果。     

纤维-聚合物混凝土性能研究现状及在巷道中的应用展望

介绍了国内外纤维-聚合物混凝土的研究进展,总结了纤维-聚合物混凝土的力学性能、韧性、耐久性能等,分析了纤维-聚合物混凝土的改性机理。最后,鉴于纤维-聚合物混凝土相比普通混凝土具有良好的韧性及耐久性能,对纤维-聚合物混凝土在软岩巷道中的应用进行了展望。