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在矿山井下充填采矿工序中,设置隔离挡墙是采空区充填前必须完成的一项重要工作。由于充填体的独特作用和水力管道输送充填料显著的优越性,越来越多的矿山遇到了充填挡墙压カ计算和设计问题。由于各生产矿山中所使用的采矿方法、充填体在采矿中的作用及充填与回采的时序不同,隔离挡墙的设置地点、受カ状态、強度要求以及服务时限也相应不同,利用水砂充填料充填采空区时,构筑挡墙的作用不外乎以下两个方面。首先是密闭隔离作用,使整个采场与外界一切井巷隔开,以防止充填料外溢影响井下环境。

同时,将充填料与矿壁隔开,以免回采相邻矿体时充填料泻入工作面造成事故,増大矿石贫化 或因不安全而丢失矿石。其次是滤水作用。挡墙滤水效果好坏,直接影响到充填体的质量、回采作业的安全、回采的循环时间等诸多方面。高大采场大直径深孔采矿法采用采场嗣后一次全尾或分级尾砂胶结充填,要求充填体自立高度达50 IOOm以上。充填挡墙的设计既要考虑挡墙的支承能力,也要考虑挡墙滤水条件和施工简便。目前,我国矿山多采用工程类比法和经验计算法来设置挡墙,且型式多为重力式挡墙,如红砖浆砌,木板构筑等。这种传统方式的挡墙抗弯能力差,容易产生局部位移变形而导致倒塌跑砂。或者是设置加厚挡墙,不但影响滤水效果,而且浪费人力物力,影响生产进度,増大采矿成本。



充填材料是治理开采沉陷的有效手段,国内外学者对其进行了大量研究,提出了许多行之有效的方法。自20世纪50年代以来,我国充填材料技术的发展大致经历了四个阶段:

50年代为废石干式充填的全盛时期;60年代发展应用分级尾砂水力充填、碎石水力充填和混凝土胶结充填;70~80年代广泛应用以分级尾砂和天然砂作为充填料的细砂胶结充填技术;

高浓度全尾砂胶结充填工艺的特点是以全尾砂作为充填骨料,通过活化搅拌,在高浓度状态下输送到采场。该工艺全部尾砂作为充填料

磨砂胶结充填已逐步减少,购充填材料,目前成规模应用的矿山主要有金川二矿、龙首矿、武山铜矿和建德铜矿。20世纪80年代在金川二矿区和龙首矿建成了磨砂高浓度自流充填工艺系统。目前金川集团公司二矿区、龙首矿、三矿区分别有5、2、2套高浓度磨砂胶结自流充填工艺系统,年充填量达到150万m3。

废石充填往往采用自然级配的破碎料、掘进废石料作为充填集料。大规模废石胶结充填主要采用自淋混合的工艺制备胶结混合料,充填材料,不但简化了混合工艺,大幅度降低了制造成本,而且可实现大规模连续充填。

另一方面,通过对充填体力学作用机理的探讨,结合采矿作业要求,充填材料哪里便宜,研究新的充填工艺和方式。在此基础上,结合现代充填材料技术发展的趋势,逐渐形成了似膏体充填新思想,研究了一种新的充填技术—似膏体充填新技术。


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