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期刊信息/Journal information
矿业研究与开发
矿业研究与开发

周爱民

双月刊

1005-2763

kyyk81@263.net

0731-88670962 88631209

410012

湖南省长沙市麓山南路343号

矿业研究与开发/Journal Mining Research and Development北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是经国家科技部和新闻总署批准国内外公开发行的矿业技术类期刊，由中国有色金属学会和长沙矿山研究院主办。主要刊载采矿、地压选矿、爆破、矿山机电与自动化、矿山计算机应用、矿山环保、资源综合利用、特殊采矿及经营管理等方向的内容。主要面向矿山企业、科研设计、高等院校、矿业经营管理等部门的工程技术人员、管理干部和师生。
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    复杂金属矿床高效低贫损上向水平分层充填采矿方法

    胡松涛朱明德
    1-9页
    查看更多>>摘要：针对复杂金属矿床在开采时存在矿石贫化和损失大、采场稳定性差等难题,提出了脉内"之"字形低废采准工艺与气囊预占位成巷方法,并在此基础上研发了高效低贫损上向水平分层充填采矿方法.依托内蒙某金矿,采用现场调查和室内试验的手段开展了该采矿方法分层采场结构参数、预占位气囊整体结构与尺寸等方面的研究.研究结果表明,该矿山试验矿段的岩体质量指标RMR值为51～63,对应分层采场极限跨度为5.5～10.5 m.设计确定了预占位充气式气囊的整体结构,计算得到了充气式气囊的工作压力为0.2 MPa,承载能力为0.5 MPa;获得了爆破补偿空间与岩石碎胀系数的关系,确定了合理的预占位充气式气囊的跨度为2.5 m.在此基础上开展了现场工业试验,工业试验采场高4m,宽5.5 m,长20 m.试验采场的回采结果表明,该方法二步骤采场生产能力达到150 t/d,矿石的回采率为94％,矿石贫化率为4.8％,实现了复杂金属矿床的高效低贫损开采.

    复杂金属矿床分层充填法低废采准预占位气囊贫化率损失率

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    某深部磷矿首采区条带式胶结充填开采方案优选及试验

    聂正张电吉吝曼卿周春梅...
    10-18页
    查看更多>>摘要：为改善传统房柱采矿法开采深部磷矿回采率低、安全性差等问题,提出了条带式胶结充填采矿法,通过数值模拟的方法对比分析了 4种回采方案下4种工况的塑性区、应力及位移变化,并根据数值模拟确定的结果在首采区进行开采试验.试验结果表明:综合考虑各方面因素,确定的最优回采方案为6 m×12 m,最优回采顺序为矿房"隔一采一".条带式胶结充填采矿法在开采过程中地压稳定,施工安全性高;与传统房柱采矿法相比,条带式胶结充填采矿法每个条带采出矿石量提高了 529 t,回采率提高了 24.28个百分点,极大地改善了传统房柱采矿法低回采率造成的资源浪费问题,为企业提高了约13％的利润.研究结果可为同类型矿山提供一定借鉴.

    条带式胶结充填采矿法深部磷矿回采方案回采顺序数值模拟

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    分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法采场跨度的优化

    王玉丁林卫星欧任泽刘奇...
    19-25页
    查看更多>>摘要：采场跨度对矿山企业井下生产作业的安全性、经济效益以及开采效率影响重大.为选择合理的采场跨度,以安徽某铁矿为工程背景,运用FLAC3D数值分析软件和数学方法对分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法两步骤盘区采场跨度进行了研究.首先依据Mathews稳定图法计算结果,设计6组盘区两步骤采场跨度方案;然后利用MIDAS/GTS和FLAC3D构建相应仿真模型进行数值计算;最后基于Critic赋权法,引入采动效应参数和充填材料费用作为成本型评价指标,盘区生产能力作为经济型评价指标,对6组采场跨度方案进行安全性和经济效益综合评价.结果表明:方案V(一步骤采场跨度15 m,二步骤采场跨度17 m)在综合评价中评分最高,属最优的两步骤采场跨度方案,且在现场工业试验中能够较好地满足矿山生产的安全、高效和经济需求.

    分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法Critic赋权法Mathews稳定图法采场跨度数值模拟

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    空场嗣后充填体稳定性分析与带式充填结构设计

    王谦源袁庆盟林敏王海龙...
    26-33页
    查看更多>>摘要：针对中段矿房嗣后充填体的稳定性缺乏系统研究、充填体强度设计主要依靠经验和工程类比的现实问题,为提高嗣后充填体强度设计水平,根据某铁矿充填采矿实际,测定了不同充填配比的充填体力学参数,建立了连续7个矿房的大范围嗣后充填分析模型.通过数值模拟研究,获得了各步开采后一步骤充填体塑性区、应力、变形分布情况,并计算了充填体潜在滑移面的位置及演化规律,结果表明:一步骤充填体的失稳破坏部位主要在下部、腰部和顶部接顶区.对此,提出了带式充填结构设计,即嗣后充填不需要采用均质充填强度,应重点加强上、中、下三个薄弱部位,其他充填区可用较低强度充填.分析表明:这种带式充填结构的整体稳定性好,并可较大幅度地降低充填成本.

    充填体强度中段采矿嗣后充填带式充填结构数值模拟

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    切顶条件下沿空留巷组合充填体合理参数研究

    刘涛禹张百胜郭俊庆刘团...
    34-41页
    查看更多>>摘要：针对坚硬顶板切顶条件下组合充填体承载特征不清楚、参数选取较盲目的问题,以某煤矿的90203回风巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,研究切顶后不同充填体宽度和不同充填体上、下分层高度条件下的组合充填体受力特征和巷道围岩的变形规律.建立叠加层板模型,分析了切顶条件下充填体受力状态及变形量,给出了切顶后组合充填体合理参数的计算公式.结果表明:随着组合充填体上分层高度增加,充填体整体承载性能经历阶段性变化,其所承受的应力呈现先增加后减小的变化趋势;随着充填体宽度的增加,充填体对围岩适应能力发生改变,使得其所受应力呈现非线性减小的趋势.实践表明,90203工作面回采期间,沿空留巷组合充填体稳定,回风巷顶底板及两帮的最大位移量分别为307 mm和319 mm,均在可控范围之内.

    切顶卸压组合充填体沿空留巷巷道控制

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    基于恒定剪切速率的分级细尾砂浆流变模型研究与应用

    王贤情万文盛佳卢振兴...
    42-48页
    查看更多>>摘要：尾砂浆的流变特性是充填设计的重要参数,结合山东某金矿充填的具体工况,采用恒定剪切速率加载试验、料浆结构动力学理论对分级细尾砂浆流变特性进行研究,建立了恒定剪切速率作用下分级细尾砂浆的流变模型,并运用线性规划理论获得了恒定剪切速率为2 s-1、20 s-1、80 s-1和180 s-1,质量浓度为74％时的流变模型具体表达式.研究结果表明:分级细尾砂浆在恒定剪切速率加载过程中,所受剪切应力随时间的增长而逐渐减小并最终趋于稳定;分级细尾砂浆的流变模型为指数型函数,理论模型曲线与试验结果的决定系数R2分别为0.9897,0.9785,0.9612和0.9583,模型曲线与试验结果拟合度较高;应用该模型对质量浓度为72％,灰砂比为1∶4的尾砂浆流变行为进行验证,模型所得理论计算值与实测值之间的误差小于3％,研究结果可为同类型矿山充填设计提供参考.

    充填采矿分级细尾砂浆恒定剪切速率流变模型

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    搅拌参数对尾盐充填料浆流动特性及强度的影响

    郑伯坤石勇黄腾龙郑博洋...
    49-55页
    查看更多>>摘要：为了提高尾盐充填料浆的质量,实现矿山尾盐低成本、高质量充填,研究了机械搅拌因素对尾盐充填料浆质量的影响.通过分析不同搅拌时间和不同搅拌转速下尾盐料浆的扩展度、塌落度以及试块的3 d、7 d和28 d强度测试结果,探究了不同搅拌条件下充填料浆的搅拌效果.结果表明:随着搅拌转速和搅拌时间的增加,尾盐料浆的均质性有所提升,料浆中的大块颗粒明显减少;机械搅拌强度的增加能够提高充填料浆的流动性,当搅拌转速为1120 r/min、搅拌时间为150 s时,搅拌叶轮对充填料浆的搅拌效率最高,此时料浆的流动性较好;搅拌时间和搅拌转速的增大可以提高料浆中物料颗粒的碰撞次数,从而强化尾盐和氧化钙之间的反应效果,在一定范围内提高尾盐充填体的强度.

    钾盐尾矿料浆流动特性充填体强度搅拌时间搅拌转速

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    真三轴压缩及卸载条件下充填体力学特性研究

    荆晓东宋泽普寇云鹏朱庚杰...
    56-64页
    查看更多>>摘要：对于采用充填采矿法的矿山,充填体是井下采场的重要组成部分,在先采矿房并充填完成后再回采矿柱的充填采矿工艺过程中,充填体受原生地应力及矿体开挖的扰动、卸载作用.基于充填开采工艺过程中的应力变化路径,开展充填体真三轴压缩及卸载试验,分析充填体失稳破坏过程及声发射响应特征,研究充填体力学特性.结果表明:真三轴压缩条件下充填体试件的破坏形式主要以拉伸破坏为主,表现出更好的弹性,峰值强度和弹性模量随养护时间的增加和围压的增大而增大;单向卸载条件下,充填体试件峰值强度较真三轴压缩条件下的峰值强度降低约17.74％,峰值强度随围压的增大而增大,弹性模量随围压的增大而减小,泊松比随围压的增大先增大后减小;双向卸载条件下,充填体试件快速失稳破坏,峰值强度较真三轴压缩条件下的峰值强度降低约17.76％,充填体试件的峰值强度、弹性模量、泊松比均随围压的增大而增大;充填体试件在双向卸载条件下比单向卸载条件下产生的变形更大,破坏强度也更低.

    充填体力学特性真三轴压缩单向卸载双向卸载

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    粉煤灰膏体充填材料工作性能影响因素研究

    李明李起行吴相儒邬志雄...
    65-71页
    查看更多>>摘要：为促进充填开采的推广应用,采用正交试验的方法,通过泌水率、坍落度和单轴抗压强度试验,研究了料浆质量浓度、矸石粒径、矸灰比和粉煤灰替代率对粉煤灰基膏体充填材料输送和力学性能指标的影响规律,给出了当前试验阶段充填材料的最佳配比.结果表明:料浆质量浓度是输送性能的主控因素,粉煤灰替代率和矸灰比次之,矸石粒径的影响较小;料浆质量浓度也是力学性能的主控因素,矸灰比次之,粉煤灰替代率和矸石粒径的影响较小;现阶段粉煤灰基膏体充填材料的较优配比为80％料浆质量浓度、0～5 mm矸石粒径、1.0矸灰比以及30％粉煤灰替代率.研究成果对于降低充填成本具有重要意义.

    粉煤灰膏体充填正交试验输送性能力学性能

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    不同水化环境的水泥基固废充填材料性能研究

    李公成刘国磊何国志马秋峰...
    72-80页
    查看更多>>摘要：为研究不同水化环境对水泥基固废充填材料力学性能和微观结构的影响机制,设计了标准恒温恒湿养护(C1)、套袋恒温恒湿养护(C2)、自然空气养护(C3)、水中养护(C4)、30 ℃养护(C5)、40 ℃养护(C6)等6种水化环境,探究了不同水化环境下试块的破坏形态,采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)分析了充填材料水化产物的作用机理.结果表明:养护温度是影响充填体早期抗压强度快速提升的关键因素,能够加快硅铝酸盐原料的溶解-重构-缩聚反应,增加水化产物钙矾石和C-S-H凝胶的产出量,产物快速生长,相互交织填充于骨料孔隙之间,形成致密的三维结构,在C6水化环境,充填体3 d和7 d抗压强度分别达到最大值2.08 MPa和3.07 MPa.但过高的温度导致水化产物分布不均匀,阻隔了胶凝活性离子的溶出,影响了后期强度的提升.湿度决定了充填体后期强度的发展,能够为水化反应提供水分子,当养护龄期为28 d时,不同水化环境下充填体的抗压强度为C6＞C4＞C1＞C5＞C3＞C2.

    水化环境充填材料力学性能水化机理微观结构

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