收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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

魏晓明  
【摘要】: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。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王振环,李政;安庆铜矿充填体特性现场调查研究[J];甘肃科技;2005年05期
2 邓代强,姚中亮,唐绍辉,杨耀亮;充填体单轴压缩韧性性能试验研究[J];矿业研究与开发;2005年05期
3 许文远;杨小聪;郭利杰;;充填体不均匀性相似模拟实验研究[J];金属矿山;2011年05期
4 G.D.Aitchison;M.Kurzeme;D.R.Willoughby;;矿山充填体的地质力学因素 第一部分:充填体设计的合理方法[J];有色矿山;1976年Z1期
5 ;矿山充填体的地质力学因素 第二部分:充填体反应机理的研究[J];有色矿山;1976年Z1期
6 薛奕忠;安庆铜矿高阶段矿房充填体稳定性的探讨[J];有色矿山;1998年05期
7 胡华,崔明义;高水材料硬化体特性及其充填体力学作用机理分析[J];矿业研究与开发;2001年05期
8 王正辉;充填体的质量与控制[J];采矿技术;2001年03期
9 刘志祥,李夕兵;爆破动载下高阶段充填体稳定性研究[J];矿冶工程;2004年03期
10 罗建祥;影响胶结充填体强度的因素分析[J];甘肃冶金;2005年02期
11 胡飞宇;;安庆铜矿特大型采场充填体稳定性数值模拟研究[J];有色金属(矿山部分);2006年03期
12 邓代强;姚中亮;唐绍辉;;单轴拉伸条件下充填体的力学性能研究[J];地下空间与工程学报;2007年01期
13 方志甫;唐绍辉;;安庆铜矿深部特大型采场充填体稳定性研究[J];矿业研究与开发;2007年03期
14 邓代强;姚中亮;唐绍辉;;特大型采场充填体单轴压缩条件下的力学性能[J];有色金属;2007年02期
15 韩森;张钦礼;张传恕;;回采过程中充填体自立可靠性设计[J];采矿技术;2008年02期
16 朱志彬;刘成平;;充填体强度计算及稳定性分析[J];采矿技术;2008年03期
17 罗传兴;毛建华;;铜坑矿充填体下矿石回收与安全管理[J];采矿技术;2009年04期
18 曾照凯;张义平;吴刚;;基于正交优化的胶结充填体强度试验研究[J];有色金属(矿山部分);2010年03期
19 邓代强;高永涛;吴顺川;朱伟亚;杜子建;;基于声波测速的充填体完整性检测[J];北京科技大学学报;2010年10期
20 翟淑花;高谦;张梅花;陈忠平;;高强轻质泡沫砂浆充填体在矿山的应用研究[J];化工矿物与加工;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 刘鹏博;樊忠华;明世祥;;充填体支撑矿柱的作用机理研究[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
2 贝建刚;;采场充填体稳定性理论分析与改进措施[A];晋琼粤川鲁冀辽七省金属(冶金)学会第二十一届矿业学术交流会论文集[C];2014年
3 孙恒虎;刘文永;杨宝贵;刘华生;;高水固结充填技术的应用研究与进展[A];第六届全国采矿学术会议论文集[C];1999年
4 樊建军;蔡嗣经;杨鹏;;西石门铁矿全尾砂高浓度充填材料的流变力学特性试验研究[A];第六届全国采矿学术会议论文集[C];1999年
5 尹国光;贾鹏昆;;金矿全尾砂高浓度充填新模式试验研究[A];2005年全国金属矿山采矿学术研讨与技术交流会论文集[C];2005年
6 惠林;李月生;;立式砂仓喷咀活化全尾砂高浓度放砂试验研究[A];全国金属矿山采矿新技术学术研讨与技术交流会论文集[C];2007年
7 郑磊;;难采铁矿全尾砂充填采矿技术研究与应用[A];第九届全国采矿学术会议暨矿山技术设备展示会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏晓明;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[D];北京科技大学;2017年
2 李贞芳;中关铁矿大水下充填开采充填体围岩匹配及沉降控制[D];中国矿业大学(北京);2016年
3 庞奇志;矿柱回收过程充填体与围岩稳定性及安全监控研究[D];中国地质大学;2016年
4 韩斌;金川二矿区充填体可靠度分析与1#矿体回采地压控制优化研究[D];中南大学;2004年
5 姚振巩;矿山充填体作用机理与铝基复合充填胶凝材料研究[D];中南大学;2010年
6 刘志祥;深部开采高阶段尾砂充填体力学与非线性优化设计[D];中南大学;2005年
7 吴锐;综放巷内预充填无煤柱掘巷围岩结构演化规律与控制技术[D];中国矿业大学;2014年
8 张强;固体充填体与液压支架协同控顶机理研究[D];中国矿业大学;2015年
9 江文武;金川二矿区深部矿体开采效应的研究[D];中南大学;2009年
10 朱和玲;松软破碎型复杂矿体开采技术优化与过程控制研究[D];中南大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄永刚;酸性环境下全尾砂胶结充填体力学性能研究[D];江西理工大学;2017年
2 雷大星;某铁矿深部充填体强度及力学效应研究[D];江西理工大学;2017年
3 王丹;东同V号矿体充填体下阶段矿柱稳定性分析[D];江西理工大学;2015年
4 陈荣军;复杂条件下某矿体双中段回采开采效应研究[D];江西理工大学;2015年
5 余乐兴;不同粒级充填体单轴压缩条件下力学性能及声发射特性研究[D];江西理工大学;2015年
6 杨丽;磷尾矿充填体中有害元素的溶出行为研究[D];贵州大学;2015年
7 赵龙;浆体膨胀材料充填体的流变性能研究[D];山东理工大学;2015年
8 冯超;柔模流体充填留巷围岩稳定性研究[D];西安科技大学;2015年
9 申梦飞;高海拔条件矿山充填质量控制研究[D];华北理工大学;2016年
10 刘爱兴;充填采矿法二步回采深孔爆破参数优化研究[D];华北理工大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 范建峰;二矿区“一线工作法”提升工作效率[N];金昌日报;2008年
2 李建东;解决井下充填水分流难题[N];金昌日报;2008年
3 李兴文;江铜东同矿业实现采充平衡[N];中国矿业报;2006年
4 记者 刘泽民 通讯员 盛佳;长沙矿山院两项目达国际先进水平[N];中国有色金属报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978