高海拔条件矿山充填质量控制研究

发布时间：2017-07-14 20:01

  本文关键词：高海拔条件矿山充填质量控制研究

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【摘要】：由于高海拔条件下恶劣的生态环境,使得人员工作效率降低、矿山充填体的质量难以保证以及对充填系统的可靠性缺乏系统研究等,所以,对高海拔条件下的矿山充填质量的控制就显得尤为重要。充填料浆在采场内的流动沉降规律及充填体的强度分布规律对提高充填接顶率起着决定性作用,而充填体力学性质受高海拔环境条件的影响表现出一定的特殊性。因此,研究高海拔条件矿山充填质量控制对高海拔地区充填矿山的安全高效开采具有重要的意义。建立大比例尺三维立体仿真物理模拟实验装置,根据相似模拟理论进行充填料浆的流动沉降规律探索实验。运用沉积理论,构建充填料浆流动沉降几何结构预测模型,并通过实验进行检验,得出预测结果与实测结果基本一致,这说明该模型可以用于预测充填料浆在采空区中流动沉降几何形状。通过在采场内不同空间位置钻孔取样并加工为标准试件,并测定其强度,分析采场内充填体强度的分布规律,可以发现:在同一水平面上沿料浆流动方向上呈减小—增大—减小的趋势。通过SEM及X-射线衍射仪等微观分析手段解释了不同空间位置充填体强度差异的原因。通过在不同养护条件下的充填体力学强度实验,分析了温度、湿度、空气密度等因素对充填体强度的影响,并建立充填体强度增长模型。通过高海拔地区矿山井下采场的模拟实验可知:高海拔地区与平原地区充填体整体质量无明显差异,且高灰砂比的充填料浆流动特性较好,离析不太明显,充填体强度在水平方向上的波动程度较小。进而,结合甲玛铜多金属矿的生产实践,从充填体质量控制和充填工艺控制方面提出有效的措施,为矿山充填实践提供有力的技术支持。
【关键词】：高海拔 充填质量 流动规律 强度分布规律
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD853.34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 课题研究背景及意义10-13
• 1.1.1 课题背景10-13
• 1.1.2 课题研究意义13
• 1.2 矿山充填质量控制研究现状13-17
• 1.2.1 充填料浆的流动沉降特性研究13-15
• 1.2.2 充填体强度研究15-16
• 1.2.3 控制充填质量的主要措施16-17
• 1.3 高海拔条件对矿山充填的影响17-20
• 1.3.1 工作效率和健康问题17-18
• 1.3.2 充填采矿设备的效率18-19
• 1.3.3 矿山充填质量控制的特殊性19-20
• 1.4 主要研究内容及创新点20-23
• 1.4.1 主要研究内容20-21
• 1.4.2 关键创新点21-22
• 1.4.3 技术路线图22-23
• 第2章 充填料浆流动沉降规律研究23-39
• 2.1 充填料浆流动沉降理论23-26
• 2.1.1 充填料浆的流动沉降特性23-25
• 2.1.2 充填体的分层结构25-26
• 2.2 充填料浆流动沉降规律模拟实验26-33
• 2.2.1 尾砂性质的测定26-30
• 2.2.2 相似模拟理论及实验装置设计30-31
• 2.2.3 实验步骤31-33
• 2.3 实验结果与分析33-38
• 2.3.1 充填料浆流动沉降几何结构33-35
• 2.3.2 充填体内部结构35-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第3章 采场内充填体强度分布规律研究39-52
• 3.1 充填体质量39-40
• 3.2 实验方案40-43
• 3.2.1 充填体标准试块强度测定40-41
• 3.2.2 三维立体仿真物理模拟实验41-43
• 3.3 实验结果与分析43-46
• 3.3.1 沿料浆流动方向上充填体强度的变化规律43-45
• 3.3.2 竖直方向上充填体强度变化规律45-46
• 3.4 充填体强度差异原因探索46-51
• 3.4.1 水泥的水化反应机理46-47
• 3.4.2 充填体微观结构特征实验47-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 高海拔条件充填体力学特性及充填质量优化研究52-74
• 4.1 影响充填体力学性质的因素52-53
• 4.2 高海拔条件对充填体特性影响研究53-56
• 4.2.1 大气压力对充填体强度的影响53-54
• 4.2.2 温度对充填体强度的影响54-55
• 4.2.3 湿度对充填体强度的影响55-56
• 4.3 不同养护条件下充填体的力学特性实验研究56-63
• 4.3.1 实验方案56-59
• 4.3.2 充填体强度增长模型59-61
• 4.3.3 充填体微观结构演化对比61-63
• 4.4 不同灰砂比的充填体强度分布规律研究63-68
• 4.4.1 充填料浆的扩散度测定63
• 4.4.2 不同灰砂比的充填体强度对比分析63-68
• 4.5 甲玛铜矿充填质量控制优化68-73
• 4.5.1 矿山工程概况68-69
• 4.5.2 充填体质量的控制69-71
• 4.5.3 充填工艺的控制71-73
• 4.6 本章小结73-74
• 结论74-75
• 参考文献75-80
• 致谢80-81
• 导师简介81-82
• 作者简介82-83
• 学位论文数据集83

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本文编号：542411