非金属露天矿深孔水压爆破技术实践

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水压爆破技术利用水的不可压缩性以及对粉尘的抑制性,一经使用即引起爆破行业的重视,鉴于应用要点的掌握难度大和效果的不理想,该技术并未得到全面推广.现与山西某水泥用灰岩矿生产企业联合技术改进,在该矿进行多次实践,最终形成一套适合于该矿的水压爆破技术方案.对同行业矿山爆破在降低成本、均衡块度、抑制粉尘等方面有较好的借鉴意义.
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本文以某矿山深部开采为工程背景,针对可能出现的工程灾害问题,如围岩大变形、岩爆等,采用岩石力学试验方法,对矿山深部具有代表性的岩石的脆-延特性和流变特性等进行了研究,并为矿山深部开采过程中围岩变形控制等提出了科学合理的建议.
根据充填材料配比试验结果,采用灰色系统理论中的灰关联分析法,分析了影响充填体强度的各种因素的主次关系,为充填体强度影响因素的敏感性分析提供了一种简捷而有效的方法.结果表明,灰砂比是影响充填体强度的最主要因素,矿山可根据不同充填体强度要求,选择合适的灰砂比,以节省充填成本.
本文分析了江西某铜矿露坑联合开采后引起矿山水文地质条件变化和井下涌水量短时激增的主要原因.在此基础上,重新核定了矿坑涌水量和排水能力要求,并针对性地提出了防治水措施,可为国内外多雨地区的露坑联合开采矿山防治水工作提供良好的借鉴.
为降低屯兰矿12408工作面回采期间采空区瓦斯涌出量,将地面L型钻井应用到瓦斯抽采中.采用数值模拟及理论计算方法确定钻孔布置层位,依据现场地质情况确定钻孔井身结构参数,并对L型钻孔瓦斯抽采效果进行详细分析.现场应用后,12408工作面上隅角、回风巷瓦斯浓度分别降低至0.32%、0.25%以内,达到了降低采空区瓦斯涌出目的.
唐口煤矿6309轨道巷道紧临6308采空区,在轨道巷道施工期间极易出现瓦斯超限和采空区遗煤自燃的危险.为保证作业人员的安全以及防止采空区遗煤自燃,进行了自燃危险性分析,模拟了注氮技术对火灾防治的情况,通过6309轨道巷道内的高位钻孔向6308采空区内部注氮气实行对6308采空区内部的瓦斯置换,以实现驱替瓦斯以及降低采空区温度从而防止已开采采空区遗煤自燃的目的.通过效果可知:注氮技术实施后上隅角CO浓度下降了78%,瓦斯浓度下降了76%,CO2浓度下降了100%.
为保障黑山头煤矿采场裂隙区域边坡的稳定性,根据采场内边坡地质条件,结合裂隙区域的发育特征,采用FLAC3D+SLIDE数值模拟的方式进行裂隙区域边坡稳定性的评价分析,基于分析结果可知东北角裂隙区域有滑动趋势,该处边坡欠稳定,需要采取相应措施进行治理,综合目前边坡治理技术,确定采用清帮处理的方式加以治理,并对治理效果进行评价分析.结果表明:裂隙区域采用清帮治理措施后,采场后续开采过程中裂隙区域无滑坡现象出现,且裂隙区内无滑坡倾向,保障了采场裂隙区域边坡的稳定.
本文通过多组黄铁矿、毒砂的单矿物及人工混合矿进行试验,结果表明:y-As在适宜的pH范围内能有效的抑制毒砂,大大地降低毒砂的可浮性,可有效的实现硫砷分离;通过对抑制剂的红外光谱图及药剂作用前后矿物Zeta电位变化图分析,初步探明了y-As的抑制机理;y-As在工业生产上的应用发现,其对毒砂矿物的抑制作用明显.
183下03胶顺顶板为泥岩,受采动影响,顶板极易破碎,为了提高巷道的支护强度,需要对原锚网索支护参数进行优化.通过布置不同锚杆密度、锚索长度,设计了5种支护方案,采用FLAC3D模拟5种方案支护情况下巷道围岩应力和位移变化情况,得到锚杆支护越密、支护强度越高,顶板变形量越小;锚索支护越短,顶板变形量越小.结合矿井的经济效益,确定锚网索支护最合理参数.通过监测顶板变形量可知,优化参数后支护强度明显提高,在动压影响下能够保证巷道安全.
以山西某铜矿为例,矿石组成为辉铜矿与硫铁矿伴生,传统是使用黄药浮选方法分选.为了探索新的分选方法,采用电化学方法对其进行分选,利用Tafel曲线对其进行电化学分析,了解在分选过程中铜矿粉在分选过程中的晶体结构变化.结合单一变量影响实验的结果,得到分选中的最优温度、pH值,再使用恒电位测试的方法,探明反应电化学分选铜矿的反应机理,为以后的生产提供第一手资料.
为提高井下瓦斯抽采效果,屯兰矿采用地面压裂方式提升煤层透气性,并对地面压裂钻孔布置参数、煤层增透效果等进行研究.现场应用后,地面压裂井在2#压裂范围呈现以压裂井为中心的椭圆形,长轴、短轴长度分别为100 m、40 m;压裂后煤层透气性系数、瓦斯抽采浓度及纯量分别提升227.2%、170%、158%,表明地面压裂明显提升井下瓦斯抽采效果.