高阶段全尾砂胶结充填体强度特性及充填体配比设计研究
全尾砂胶结充填实验方案
1 实验目的本次试验通过采用尾砂和水泥等作为充填骨料，测试充填试块的固结特性、强度指标等，以检测充填体是否满足回采强度和相关工艺要求，以此确定金鑫金矿实验采空区回采残矿要求的充填材料及其控制参数等。
2 取样本次试验根据实验目的，主要采用的试验材料为尾砂、水泥以及水等。
为了符合实际，本次试验所用尾砂从金鑫金矿现场获取，托运至实验室进行试验，可确保所得数据与矿山实际相符。
具体材料包括以下几种：（1）骨料原料：主要为选矿全尾砂。
（2）胶结材料：普通32.5水泥。
（3）水：采用自来水。
4、主要试验内容根据试验目的，确定本次试验主要内容为：1）尾砂物理力学性质及化学成分测定（1）测定金鑫金矿尾砂原料的物理力学性能，主要包括比重、容重、含水率、孔隙率、自然安息角和渗透系数等；（2）测定并分析尾砂的化学成分；（3）测定尾砂的粒级组成；（4）测定尾砂的压缩系数和压缩模量。
2）充填料配比试验（1）尾砂添加水泥后的固结特性研究，选取至少2个不同浓度和3个不同灰砂比的组方进行试验（2）根据试验结果推荐尾砂充所需的充填材料配比参数。
4、技术指标和参数试验得到以下指标和参数：（1）尾砂原料的基本物理力学参数，主要包括比重、含水率、密度、孔隙率、休止角和渗透系数等；（2）尾砂的粒级组成；（3）各组方充填料的比重、含水率等；（4）不同养护龄期（7d、28d、60d）下的各组方的充填体单轴抗压强度、弹性模量等；（5）充填体不同养护龄期（7d、28d、60d）劈裂强度，计算其内摩擦角和粘结力，并绘制莫尔应力圆。
5 试验方法和方案本实验主要是在对尾砂进行物理力学性能测定和化学成分分析的基础上，选择不同充填配比进行室内充填体试块制作，测定其养护期为7d、28d、60d充填体单轴抗压强度和典型试块的7d、28d、60d劈裂强度，绘制摩尔圆，并求解内摩擦角及粘结力。
在得到以上物理化学性质分析结果和强度试验等结果后，对其进行技术经济分析，推荐尾砂材料充填所需的充填材料配比参数。
高盐卤矿山提高尾砂胶结充填体强度的研究
高盐卤矿山提高尾砂胶结充填体强度的研究近年来，高盐卤矿山发展迅猛，但却面临着极其严峻的环境问题。
其中，尾砂胶结充填体的强度是影响矿山稳定性的重要因素。
为了提高尾砂胶结充填体的强度，我们开展了这项研究。
本文将从尾砂胶结充填体的结构、组成特征和力学特性等几个方面探讨高盐卤环境下尾砂胶结充填体强度提升技术。
一、尾砂胶结充填体的结构特征尾砂胶结充填体是由尾砂、砂岩，以及水泥以及其他添加剂组成的复合材料，其中添加剂包括聚合物、有机粉体以及蒙脱土等。
尾砂胶结充填体的基本结构由多种元素组成，它们以不同的形式给予了尾砂胶结充填体及全体的体积力学性质。
二、尾砂胶结充填体的组成特征尾砂胶结充填体的组成主要是尾砂、砂岩，以及水泥以及其他添加剂。
尾砂主要由砂砾和气化熔融分离出来，其粒度大小可以通过粒度分析仪确定。
砂岩是由尾砂、石英、长石以及其他矿物质组成的复合材料，其中石英、长石的比例会影响尾砂胶结充填体的材料性能和强度。
三、尾砂胶结充填体的力学特性尾砂胶结充填体的力学性能主要取决于其组成元素，即砂砾和砂岩。
尾砂胶结充填体的抗压强度、抗剪强度和抗折强度取决于其中尾砂和砂岩的粒度比和石英、长石、气化熔融矿物质比例等。
由于在实际环境中，尾砂胶结充填体的力学性能受到很多因素的影响，因此必须在考虑到这些因素的情况下，通过实验测试来精确地确定尾砂胶结充填体的力学性能。
四、高盐卤环境下尾砂胶结充填体强度提升技术高盐卤环境下的尾砂胶结充填体的结构和力学性能受到盐的影响，这需要我们采取有效的技术手段来提高尾砂胶结充填体的强度。
具体而言，我们可以采用以下几种技术措施：（1）选择合适的水泥。
由于高盐卤环境下尾砂胶结充填体的结构和力学特性受到盐的影响，因此我们需要选择一种能够有效抵抗盐侵蚀的水泥来制备尾砂胶结充填体。
（2）采用聚合物增强剂和有机粉体。
为了提高尾砂胶结充填体的强度，我们可以采用聚合物增强剂和有机粉体，这些材料能够增加充填体的孔隙度和抗压强度、延展率等性能。
某铁矿全尾砂胶结充填试验研究
某铁矿全尾砂胶结充填试验研究李欣;郭利杰;许文远【摘要】安徽某铁矿是2008年组建的一座大型铁矿山,设计采选能力450万t/a,主要采用阶段空场嗣后充填采矿法,每年产生尾砂255.5万t.本文从全尾砂充填料的物理化学性能入手,对充填料浆的黏稠度、坍落度和充填试块单轴抗压强度等进行试验,获得了充填材料的配比与其流变性能和抗压强度的关系,有效评价了尾砂特性对充填体质量的影响,为矿山尾砂作为充填材料用于井下充填的可行性提供了理论依据.%Anhui iron mine is a large iron mine ,and was founded in 2008 ,the design of mining capacity 4.5 million t/a ,the main stage of open stope filling mining method ,annual production 2 .555 million tons oftailings .This article from the physical and chemical properties of full tailings filling of the filling slurry viscosity ,slump and filling test uniaxial compressive strength ,the relationship between the ratio of filling material and its rheological properties and compressive strength are obtained .The influence of characteristics of effective evaluation of tailings fill quality ,for mine tailings as filling material for the feasibility and provides a theoretical basis for underground filling .【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2018(027)0z1【总页数】5页(P211-215)【关键词】全尾砂;胶结充填;流变特性;抗压强度【作者】李欣;郭利杰;许文远【作者单位】北京矿冶科技集团有限公司国家金属矿绿色开采国际联合研究中心 ,北京102628;北京矿冶科技集团有限公司国家金属矿绿色开采国际联合研究中心 ,北京102628;北京矿冶科技集团有限公司国家金属矿绿色开采国际联合研究中心 ,北京102628【正文语种】中文【中图分类】TD853.34安徽某铁矿是2008年组建的一座大型铁矿山，设计采选能力450万t/a，矿体厚大，矿石价值较高，平均品位为31%。
某矿山全尾砂高浓度充填强度及流变性能试验研究
2023年 7月上 世界有色金属223某矿山全尾砂高浓度充填强度及流变性能试验研究姜培根（山东黄金矿业（玲珑）有限公司，山东 招远 ２６５４００）摘 要：某矿山目前采用分级粗尾砂胶结充填工艺。
选厂浮选全尾砂泵送至充填站，经一段分级脱泥粗尾砂自流至砂仓中，形成饱和尾砂，细尾砂泵送至尾矿库。
针对分级粗尾砂充填泌水率较大，凝固时间长，强度低等问题。
开展了该矿山全尾砂高浓度充填配比试验，研究内容主要包括某矿山全尾砂及胶结料物化性质检测，充填体抗压强度及充填料浆流变性能检测。
研究结果表明，全尾砂作为充填骨料具有良好的充填效果，满足矿山生产需要。
充填料浆流变曲线符合Ｈｅｒｓｃｈｅｌ－Ｂｕｌｋｌｅｙ（Ｈ－Ｂ）流变模型。
根据试验结果，推荐适合矿山全尾砂充填配比方案。
关键词：高浓度充填；全尾砂；充填体强度；流变性能中图分类号：ＴＤ８２３．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１３－０２２３－３Experimental study on high concentration filling strength and rheological property of total tailings in a mineJIANG Pei-gen（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｇｏｌｄ Ｍｉｎｉｎｇ （Ｌｉｎｇｌｏｎｇ） Ｃｏ．， ＬＴＤ．， Ｚｈａｏｙｕａｎ ２６５４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａ ｍｉｎｅ ｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｇｒａｄｅｄ ｃｏａｒｓｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ． Ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ａｒｅ ｐｕｍｐｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏａｒｓｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｆｌｏｗ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｎｄ ｓｉｌｏ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｇｒａｄｅｄ ｄｅｓｌｉｍｉｎｇ ｔｏ ｆｏｒｍ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｔａｉｌｉｎｇｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｎｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ａｒｅ ｐｕｍｐｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ． Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｂｌｅｅｄｉｎｇ ｒａｔｅ， ｌｏｎｇ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｇｒａｄｅｄ ｃｏａｒｓｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｆｉｌｌｉｎｇ． Ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｔｅｓｔ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｎ ａ ｍｉｎｅ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｂａｃｋｆｉｌｌ ａｎｄ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｌｕｒｒｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ａｓ ｆｉｌｌｉｎｇ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｍｉｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｌｕｒｒｙ ｃｏｎｆｏｒｍｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｈｅｒｓｃｈｅｌ－Ｂｕｌｋｌｅｙ（Ｈ－Ｂ） ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｓｃｈｅｍｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｔａｉｌｉｎｇ ｆｉｌｌｉｎｇ ｉｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ．Keywords: Ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｌｌｉｎｇ； ｗｈｏｌｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ； Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｂｏｄｉｅｓ； Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ收稿日期：２０２３－０４作者简介：姜培根，男，生于１９７０年，汉族，山东招远人，高级政工师，本科，研究方向：采矿工程。
铁矿全尾砂胶结充填技术研究
铁矿全尾砂胶结充填技术研究摘要分级尾砂充填系前些年采矿行业特别流行的一种矿山采空区充填技术，此技术的使用以对于矿山的开采而言起到了一定的促进作用，然而它给矿山开采带来了的不利影响也是不容忽视的。
为了更好地促进矿山行业的发展，相关人员对于矿山采空区充填技术进行了深入的研究及分析，最终提出了一种新型的矿山采空区充填技术——全尾砂胶结充填技术。
本文以全尾砂胶结充填为立足点，对其作用进行了深入的分析，并以山东金鼎矿业有限责任公司王旺庄铁矿为例对全尾砂胶结充填这一技术进行了全面的介绍。
关键词铁矿；全尾砂；胶结充填；技术多年前，人们在进行矿山采空区的充填时通常采用分级尾砂充填技术。
分级尾砂充填技术即对尾砂先实施分级脱泥处理，如此充填体料浆在流入采场后便可以进行更有效的脱水，当然充填体的强度也能够得到较好地增强，所以，分级尾砂充填这一技术在西方国家矿山开采方面得到了广泛的运用，然而此技术却导致了充填材料来源不足情况的出现，而且其生产出来的细泥尾砂也加大了堆坝的难度，增大了尾矿库的创建成本。
鉴于国民经济及技术的发展，全尾砂胶结充填这一全新的矿山充填技术便登上了历史的舞台。
全尾砂胶结充填系以未实施分级脱泥的全粒级尾砂充当充填材料，和适当比例的胶结材料及水混合，再经均匀混合之后注入井下采空区的一种新型充填技术。
它的出现对于采矿行业的发展而言起到了特别大的促进作用。
此种技术可以充分利用尾矿资源，达到铁矿无废开采的目的，当然它也是一种把尾砂当成远景资源埋藏在井下的技术。
待技术经济成熟时，我们又可以对那些被埋藏于地下的尾砂进行二次开采，以促进国民经济的增长。
1 全尾砂胶结充填技术概述全尾砂胶结充填系一种以物理化学及胶体化学为前提的矿山采空区充填技术，此种技术所使用的主要原料为尾砂浆，选择好原料之后，工作人员会使用浓密机及砂仓机对原料进行沉降及脱水，然后再把全尾砂与适当比例的水泥及水充分混合在一起通过相关的机器让其形成胶结充填料，最后再将能运送至采空区进行填充。
高浓度全尾砂自流胶结充填
高浓度全尾砂自流胶结充填：PC32.5号水泥，密度3.1 t/m3，体积密度1.2-1.4 t/m3；尾砂：直接采自选厂的尾砂浆，经二段脱水装置提取；来自选厂的尾砂浆浓度（质量分数）为15%-20%，脱水后的滤饼含水率20%；尾砂密度：3.2 t/m3，体积密度 1.19-1.49 t/m3，孔隙率53.3%-62.8%，渗透系数为0.25-0.38 cm/h；尾砂粒径小于0.074mm的含量为62.06%--83.77%；小于0.037mm的含量为42.33%--64.92%。
全尾砂充填料浆的主要输送参数为：灰砂比1：4；(重量比)流速1.13 m/s；料浆的体积密度：1.9 t/m3；阻力损失2396—3040Pa/m;充填系统的主要指标：充填能力48—55m3/h；充填料浆浓度（质量分数）70—76%；水泥消耗量210kg/m3。
（若水泥用量超过300 kg/m3，则应考虑仅用尾砂做骨料是否合理）充填体28天单轴抗压强度2.4—3.8MPa；充填体的强度变化率低于30%。
采用尾砂做充填时，对尾砂的粒度分析是不可缺少的。
矿山常用的尾砂分类：按粒级所占含量分：粗：当》0.074mm的尾砂量大于含量的40%和当《0.019 mm的尾砂占小于含量的20%中：当》0.074mm的尾砂占含量的20—40%和当《0.019 mm的尾砂占含量的20—55%细：当》0.074mm的尾砂量小于含量的20%和当《0.019 mm的尾砂占大于含量的50%。
充填料所需的水量会随尾砂料的细度而增大。
尾砂的化学成份对胶结性能有影响：若尾砂中含较高的硫化物含量会增加尾砂的稠度，这样自胶结作用会使胶结充填体获得较高的强度，但是硫化矿物的氧化会产生硫酸盐，硫酸盐的侵蚀可导致充填体长期强度的损失。
这样，若尾砂中含硫化物的含量较高时，当采用水泥做胶凝材料会对充填体的强度产生很大的负面影响。
尾砂含硫（黄铁矿类矿物之硫）超过1—3%，会对后期强度产生有害影响。
全尾砂膏体充填技术试验研究与设计.
第八届国际充填采矿会议论文全尾砂膏体充填技术及工艺流程的试验研究王方汉①姚中亮②曹维勤①摘要：南京栖霞山铅锌银矿地处风景区，是典型三下矿山，应用充填采矿已二十余年。
为不断提高充填质量，先后进行了一系列实验室及工业试验，研究分析了膏体充填技术特性与规律，并在此基础上，设计了新的全尾砂膏体充填工艺流程。
新的膏体充填系统具有工艺简便、流程短、稳定性强、运行成本低的特点，适合于在全国中小型以上地下矿山中推广应用。
关键词：全尾砂、膏体充填、试验研究、工艺流程1.概况：南京栖霞山铅锌银矿地处南京东北郊，北靠长江，南邻京沪铁路及沪宁高速公路，西邻南京新生圩外贸港口，沿江东侧有龙潭深水港集装箱码头，矿区有栖霞山铁路货运北站，交通十分便利。
矿区处于旅游胜地—栖霞山风景区脚下，与佛教胜地—栖霞寺及全国重点文物保护单位舍利塔和千佛岩仅一街之隔。
栖霞街居民密集，矿区有河流经过，矿区附近有金陵石化炼油厂、栖霞山化肥厂及江南小野田水泥厂等大型企业，属典型的“三下”矿山。
南京栖霞山矿为华东地区最大的铅锌矿床，现在保有矿石储量一千三百多万吨。
矿山现有采选能力为35万吨/年，采用平硐盲竖井开拓，上向水平分层全尾砂胶结充填法采矿。
由于处城市风景区，对地表及环境保护要求严格，矿山没有尾矿库，井下废石不出窿用于空区充填，选矿尾砂全部输送于井下采场进行充填；选矿过程采用清洁生产技术，废水经净化处理后全部回用；矿山已通过了ISO9000标准体系认证，并且在全国矿山中率先通过了ISO14001环境体系认证。
因此，矿山已实现了“零排放”无废开采。
2.全尾砂胶结充填系统及存在问题2.1现有全尾砂充填工艺流程矿山全尾砂胶结充填系统始建于上世纪八十年代末，几经改造，现采用的充填工艺流程如图一所示。
选矿全尾砂经300m3中转储砂池后由4PNJ衬胶泵输送到两个分别为800m3和880m3容积的立式砂仓中，起加速沉降作用的絮凝剂经搅拌后也添加于立式砂仓；然后全尾砂造浆放砂进搅拌桶进行一级、二级搅拌，同时，水泥则由水泥仓底部的双管螺旋给料进入立式搅拌桶。
磷矿高浓度全尾砂充填技术研究
先进的浓缩储存设备进行脱水然后存储于特制的设备中，等待使用的时候，再从设备的底部放出流到搅拌的地方，如果采取了过滤干燥技术的，那么就要经过给料设备运输至搅拌设备，在依据配比在搅拌器中添加水泥，在搅拌器中搅拌均匀后由管道输送到充填采场。
3 充填材料因为我们国家对于可持续再生发展思想的统筹指导，也是因为对环境的重视，矿山充填材料的实际使用也渐渐推广开来，对新型材料的研究使用也变成了矿山充填技术的最前沿最重要的课题之一。
目前，材料的来源还比较广泛，从原始的河砂、海砂等等逐步转向粉煤灰，尾砂等工业废料。
当前，国内外使用充填法的矿山都是依照自己本身的条件选择材料，一般选择来源广，价格低，性质稳的原料或工业废物作为填充骨料。
尾砂、风沙、废石、炉渣等等均可以做充填法使用较多的充填骨料。
4 充填料浆制作和运输技术的改进充填浆料的制作是在安装在地面的充填制备站。
制造的料浆通过运输管道输送到井下等待充填的地方实施作业。
充填作业的流程一般要经过：充填物料存储和自动给料设备，搅拌设备，加压输送设备，充填料浆输送系统和充填制备站和管道运输的PLC 控制体系构成。
4.1 充填材料储存设备和供料设备处为了满足矿山能够连续性和均匀性进行充填工作的要求，储存设备中的存储容量需要保证2～3天的量，充填骨料一般存储于储料仓，有立式砂仓用于存储湿物料。
有卧式砂仓，根据地形来建造，一般用来贮存干性物料。
水泥仓则一般建于地面，容量在1.5～2天正常水泥用量。
仓中的水泥通过罐装水泥车运送。
4.2 料浆制作搅拌装置不同填充材料依据各自配比通过给料系统进入搅拌装置中，在搅拌装置中混合搅拌均匀。
这里料浆需要搅拌得十分均匀，不然会降低充填材料的品质，降低料浆的输送效能，还有可能造成充填作业中的事故。
我们国家一般使用搅拌桶。
4.3 充填料浆加压系统充填倍数大的矿山传送压力不够大，则需要进行加压加泵输送。
细石混凝土和膏体得运输可以采用液压双缸活塞式混凝土泵。
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高阶段全尾砂胶结充填体强度特性及充填体配比设计研究
李楼铁矿是国内大型的地下黑色金属矿山之一,采用1OOm高阶段空场嗣后充填采矿法,分矿房矿柱两步骤回采。
由于高阶段、高分段而形成的大结构采场,单个采场空区体积达10～16万m3,在高阶段两步骤回采过程中,一步回采与二步回采的时间衔接、充填体配比及其强度性能、充填体强度在采场中的空间分布规律等方面严重制约采场的安全性和经济性。
因此,本文以李楼铁矿为项目依托,通过现场工程地质调查、室内力学实验、理论分析、数值模拟、井下原位强度检测和电镜扫描等多种方法研究高阶段胶结充填体的强度特性及充填配比。
主要内容如下:(1)通过工程地质调查和室内力学试验,获取了矿区岩体优势结构面的产状与矿岩力学参数,经过对矿岩的力学参数分析,得到了相关岩体的力学参数,为后续的数值模拟计算和分析奠定了基础。
现场调查发现二步回采矿柱时,充填体破坏垮落严重,且破坏部位分布不均匀,突显了充填体料浆配比、强度性能、强度的空间分布及二步回采时间等对二步回采安全性有重要的影响。
(2)通过全尾砂材料性能试验研究,建立了全尾砂胶结充填体固化强度与养护龄期之间的数学表达式。
在高阶段嗣后充填法中,引入表征胶结充填体的变形比能与矿柱回采释放比能关系的能量匹配系数,获得了该系数与矿石的弹性模量、垂直应力与充填体固结强度的关系,揭示了胶结充填体固化时间与矿柱能量的内在联系,定量分析了二步骤回采矿柱的合理时间。
(3)通过分析胶结充填体与围岩的力学接触状态,推导了胶结充填体强度极限侧压状态下的三维力学模型,揭示了充填体应力拱效应的分布规律。
采用FLAC两步骤数值模拟,分析了不同配比参数下胶结充填体应力场、位移场和塑性破坏区。
综合矿山充填工程布置、三维力学模型以及两步骤数值模拟回采,提出了高阶段采场充填配比设计方案。
(4)基于李楼铁矿充填体强度检测和微观电镜扫描实验,对井下原位强度与地表试件进行差异化分析,获得了高阶段采场充填体强度呈“驼峰”分布规律,从微观孔隙结构发育特征揭示了自重压力与采场排水布置对高阶段胶结充填体固化强度的作用机理。
在采场充填配比优化区内,实现安全开采的同时,降低了充填成本,提高了经济效益。