礦山地下采空區(qū)膏體充填理論與技術(shù)研究.pdf

1、膠結(jié)充填技術(shù)作為深井、復(fù)雜、特殊條件礦床的一種行之有效的開采技術(shù)，已有約半個(gè)世紀(jì)的歷史，經(jīng)歷了低強(qiáng)度混凝土膠結(jié)充填、低濃度尾砂膠結(jié)充填、全尾砂高濃度膠結(jié)充填、全尾砂膏體膠結(jié)充填、高水速凝尾砂膠結(jié)充填等。本文針對(duì)地下采空區(qū)膏體充填理論與技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究，主要內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)從膏體料漿的重量濃度、屈服應(yīng)力、流變曲線、可泵性等多方面揭示了膏體的特性。膏體充填料漿在管道中無(wú)明顯的濃度梯度和速度梯度，是非牛頓流體，其流變

2、模型近似于賓漢姆體，其流動(dòng)狀態(tài)為結(jié)構(gòu)柱塞流。 (2)膏體充填料漿配合比的優(yōu)化、充填材料的替代創(chuàng)新、外加劑的添加以及磁化水技術(shù)與活化攪拌技術(shù)的應(yīng)用，既保證了膏體充填管道輸送的平穩(wěn)順利和充填質(zhì)量，又使整個(gè)充填系統(tǒng)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。 (3)深井條件下充填體能有效降低圍巖能量耗散率和平均礦柱應(yīng)力，通過建立能量控制采場(chǎng)圍巖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的理論模型，計(jì)算采場(chǎng)圍巖能量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)采場(chǎng)圍巖失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，該方法不僅是深井開采安全程度評(píng)價(jià)

3、的有效手段，也也合理設(shè)計(jì)和選擇深井采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、充填工藝及材料提供了重要的理論依據(jù)。 (4)對(duì)膏體充填礦山可供選擇的兩種充填系統(tǒng)的適應(yīng)性進(jìn)行了深入分析，并通過臨界流態(tài)濃度的界定與料漿流態(tài)的轉(zhuǎn)化措施的研究，充分論證了膏體自流充填系統(tǒng)將是我國(guó)膏體充填礦山應(yīng)優(yōu)先選擇應(yīng)用與發(fā)展的充填系統(tǒng)。 (5)全面分析了自由降落料漿對(duì)深井垂直管路的沖擊作用機(jī)理，建立了料漿在垂直管路中運(yùn)動(dòng)的理論模型。滿管流輸送系統(tǒng)由于料漿對(duì)管道的磨損率小、管道