摘要：为在实验室模拟矿山原位充填环境的压力、温度等因素对胶结充填体的固结影响,本文设计了一种考虑压力与温度协同控制的胶结充填体养护方法及试验装置。采用该试验装置开展了养护压力与养护温度对胶结充填体早期固结强度的影响研究。结果表明:养护压力、养护温度对胶结充填体早期强度有明显影响;养护压力对充填体早期强度发展有利;随着养护温度升高,胶结充填体强度呈先升高后降低的趋势,养护温度为55℃时,胶结充填体强度呈下降趋势。在养护压力和养护温度的耦合影响下,高温有利于胶结充填体的早期强度发展。

摘要：地下矿山采用充填法进行开采需要在采空区充填之前构筑封闭挡墙,高质量安全封闭技术是充填采空区的重要环节。研制了装配式柔性脱水充填挡墙,墙体骨架呈弧形网格状曲面结构,采用装配式建构方式,能够适应巷道规格变化,密封层使用透水织物,具有全断面脱水特征。设计了3.5 m×4.0 m规格试验挡墙,并在阶段空场充填采矿法和进路式充填采矿法充填采场开展了工业试验。结果表明:试验挡墙在过墙期间具有较好的脱水效果,高浓度料浆多次充填试验测得的墙体变形量未超过10 mm,膏体料浆一次充全高,最大变形量为34 mm,均在允许变形范围内。扩大试验安装成本分析表明,挡墙的综合换算成本约为435元/m^(3),验证了装配式柔性脱水充填挡墙的技术经济综合优势。

摘要：近距离共生矿产开拓延伸采动对周边工程及矿岩具有较强的影响,解决井巷开拓低损减震高效爆破开挖技术难题,可以缩短协调开采动压对井巷工程的影响时间。环状炮孔爆破是一种新型高效的低碳爆破方法,但目前针对环状炮孔径向爆破应力场、能量场等方面的定量研究较少。围绕爆破试验对环状炮孔径向爆破能量的增强效应,采用超动态应变测试系统对混凝土试验模型单层药包爆炸应力场进行测试、分析,相较等效单孔,环状炮孔在爆破中远区应力更大、能量更强、时间更久。研究成果定量揭示了环状炮孔单层药包径向爆破能量的增强效应,验证了环状炮孔高效率、低能耗的技术特征及环保优势,为环状炮孔装药爆破参数的优化设计提供了理论基础和技术支撑。

摘要：矿山尾砂胶结充填是实现金属矿绿色开采的重要技术载体,尾砂胶结充填体抗拉力学性能是影响矿山采场充填体整体稳定性以及确保相邻采场安全高效充填采矿的关键要素。科学、准确测量尾砂胶结充填体抗拉强度是确保矿山充填材料强度合理设计的重要环节。尾砂胶结充填材料属于低强度材料,我国尚无针对尾砂胶结充填材料抗拉性能的统一试验方法或测试标准。系统回顾了矿山充填材料抗拉强度测试方法的应用情况,并指出了当前借鉴混凝土、岩土工程等领域抗拉强度测试方法存在的问题。从抗拉强度直接拉伸测试方法、抗拉强度间接拉伸测试方法和适用于尾砂胶结充填材料的抗拉强度测试方法创新3个方面介绍了最新的测试方法研究应用进展。首先系统梳理总结了4种直接拉伸测试方法及其应用场景,然后研究分析了3种间接拉伸测试方法及其应用条件,并对比分析了两大类不同测试方法的优缺点。在研究分析上述测试方法的基础上,并考虑尾砂胶结充填材料的力学特性,创新发明了一种“工字型”尾砂胶结充填体抗拉强度测试法,研发了相应的压-拉转换装置,实现了用单轴压缩的方式开展胶结充填体试样直接拉伸测试。经中国和加拿大相关矿山和研究机构验证,该方法是适用于矿山尾砂胶结充填材料抗拉性能测试的科学方法,目前已被国际矿业咨询机构—Paterson&Cooke公司、加拿大2家矿业公司、中国3家矿业公司采用,可为国内外金属矿山充填采矿研究与设计提供参考与技术支撑。

摘要：尾砂胶结充填体养护过程受采场原位温度、压力、孔隙水压力等因素影响,导致实验室制备的尾砂胶结充填体试样与相同物料配比的采场原位充填体取芯试样的力学性能存在显著差异。精准预测尾砂胶结充填体在采场原位环境下的力学性能是确保矿山充填配比参数设计合理、经济的重要前提。目前,国内外学者针对单一环境因素对尾砂胶结充填体力学性能的影响取得了丰富的研究成果,但有关多环境因素耦合下尾砂胶结充填体力学性能的定量研究并不充分。系统介绍了采场原位环境下尾砂胶结充填体力学性能的研究现状,从养护压力、养护温度、孔隙水压力和充填体养护装置四个方面介绍了国内外研究进展。首先系统梳理了养护压力、养护温度和孔隙水压力三种采场原位环境因素对尾砂胶结充填体强度影响研究。然后分析了现有充填体养护装置的优缺点。矿冶科技集团在此基础上创新发明了一种“矿山充填原位环境物理孪生试验装置”,该装置能够在室内模拟采场原位环境的温度、压力和孔隙水压力的养护条件,实现采场原位环境因素对尾砂胶结充填体力学性能影响的定量化研究。

摘要：爆破成井是中深孔或深孔采矿方法中关键的一个工艺,主要包括分次或一次爆破成井方式。在中深孔采矿工艺中,切割天井是重要的采切工程,通常采用普通法、吊罐法或爬罐法进行施工,存在较大的安全隐患,并且掘进效率较低,严重影响矿山生产。近年来,三山岛金矿下向中深孔分段采矿面临充填体下中深孔采场切割天井的施工难题,研究了直孔掏槽法切割天井的一次爆破成井技术及应用效果。通过爆破参数计算,选用装药孔直径Φ65 mm、补偿空孔直径Φ110 mm的钻孔孔径,综合考虑确定了装药孔与空孔之间的距离为0.3 m,能够满足爆破补偿空间及自由面的要求。结合矿岩稳固条件,选用9孔掏槽方式,进而制定了炮孔布置方案,即掏槽孔设计1个中心装药孔,12个空孔作为补偿孔,辅助孔4个,周边孔12个,共计29个孔。在确定炮孔堵塞长度、炸药选择、装药结构、微差时间、起爆顺序等工艺参数之后,开展了切割天井的现场工业试验。试验表明:切割天井一次爆破成井方案是可行的,爆破块度均匀,无大块和过粉现象,爆破扰动小,爆破成形规格满足设计要求,爆破效果良好,为其它类似条件的切割天井一次爆破技术应用提供了参考依据。

摘要：地下金属矿山固废充填开采技术是实现矿业低碳绿色开发的重要途径,矿山充填不仅可以实现最大限度的回采矿产资源,而且可以实现矿业固废的环保处置。系统回顾了金属矿山充填采矿方法的发展历程,从金属矿山高效率规模化充填采矿、连续充填开采和如何降低充填采矿成本3个方面介绍了最新的技术应用研究进展。首先系统梳理了金属矿山充填工艺的演变发展脉络,总结了涵盖矿山固废充填料浆制备、充填料浆管道输送、充填采场封闭和采场尾砂料浆脱水等全流程充填工艺技术的应用进展和发展趋势。然后研究分析了尾砂充填体非均质特性和尾砂料浆固结力学特性的演化发展机制,并对比分析了传统的采场充填体强度需求解析方法与改进的胶结充填体强度需求计算-设计方法,进而介绍了井下采场充填体质量原位监测与分析评价方法。基于上述研究进展综述,得出矿山充填采矿方法变革是实现高效率、规模化、低成本充填采矿的核心要素,矿山全流程充填工艺创新是稳定制备与使用高质量充填料浆的必要举措,深入研究采场充填体力学作用机理问题是确保充填采矿技术安全、绿色、经济、便捷应用的本质要求。最后阐明了充填采矿领域未来应重点关注的研究方向,指出加快发展绿色低碳充填新技术、新材料与新装备是助推金属矿山充填转型发展的动力引擎。

摘要：矿山充填智能化是实现矿山无人化、智能化开采的重要组成部分。针对目前国内关于矿山充填智能化如何建设、智能控制系统应具备哪些功能还无系统的认识现状,通过分析矿山充填的控制要点,基于工业互联网平台设计了矿山充填的“云、边、端”三层智能控制系统架构,并结合武山铜矿全尾砂膏体充填系统建设的工程案例做了详细介绍,可为国内矿山实现充填智能化提供参考和借鉴。

摘要：下向进路回采过程中,人工假顶的稳固性是保证下向进路采场安全的重要因素。通过对三山岛金矿下向进路采场人工假顶受力情况进行分析,结合薄板理论,计算出人工假顶厚度与抗压强度函数曲线并得出人工假顶合适的厚度与强度,即人工假顶厚度为0.8 m,强度不小于1.5 MPa,并结合现场实际应用并利用FLAC3D数值模拟软件对下向进路采场回采前后人工假顶应力场、位移场及塑性区分布规律进行分析。结果表明,0.8 m厚的人工假顶在下向进路采场回采过程中能保持稳固性,保证下部采场的安全性,研究结果可为矿山下向进路人工假顶设计和施工提供理论依据。

摘要：为保证悬臂式掘进机采矿作业效率及矿山生产系统的匹配适应性,依据设备配套选型原则,提出了掘进机、通风除尘和供电系统设备配套选型方法。根据矿山工程、设计进行掘进机设备初选,建立了岩体单轴抗压强度、抗剪强度与破岩所需截齿截割力的关系模型,对比各初选设备所提供截齿截割力与破岩所需截割力,提出了富余系数概念,在保证破岩能力的基础上,选择富余系数合理的掘进机机型;计算通风除尘、供配电系统设备主要参数,根据结果进行主要配套设备选型。选取某矿区做选型方法验证,结果表明:选取满足破岩要求且富余系数为209%的EBZ160型悬臂式掘进机进行工业试验,单日生产效率最大可提高3.56倍,所选通风系统与配电系统设备满足生产需求,证明该选型方法在金属矿山机械开采中具有良好的应用效果。