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镁渣的改性及其在矿山充填领域的应用探索

煤炭学报 2021年第12期46卷 3833-3845页

作者：刘浪阮仕山方治余侯东壮张波孙伟吉西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 西安弗尔绿创矿业科技有限责任公司陕西西安710054

随着全球镁行业的快速发展,以皮江法为主的炼镁过程中产生大量冶炼废渣(镁渣)不断堆积,对环境的威胁与日俱增。如何大规模无害化处理镁渣,并实现镁渣的资源化利用,对推进金属镁行业的发展和环境的保护至关重要。通过总结镁渣的基本特性... 详细信息

随着全球镁行业的快速发展,以皮江法为主的炼镁过程中产生大量冶炼废渣(镁渣)不断堆积,对环境的威胁与日俱增。如何大规模无害化处理镁渣,并实现镁渣的资源化利用,对推进金属镁行业的发展和环境的保护至关重要。通过总结镁渣的基本特性和应用现状,分析了镁渣的膨胀和胶凝特性机理。鉴于镁渣活性低,大多数镁渣的应用常常配合粉磨、急冷和添加激活剂等激活方式,但是仍然没有根本解决镁渣活性低和膨胀的问题。因此,提出了使用化学稳定剂对镁渣进行改性处理,阐明了改性原理和改性过程,并通过室内试验和工业试验成功获得了一种改性镁渣(MMS)。MMS呈完整球团状,硬度高且性质稳定,富含β-Ca_(2)SiO_(4),具有良好的水化活性。在此基础上,研究使用MMS混合粉煤灰作为胶凝剂,并以风积沙为骨料制备了一种新型膏体充填材料(MFPB),发现MFPB具有良好的基本性能。其中,MFPB的mini-坍落度值在127~141 mm,28 d强度可达5.249~7.491 MPa,并且具有良好的环境稳定性。基于以上理论和试验研究,在麻黄梁煤矿开展了工业试验,将MFPB用于井下充填,井下28 d取心平均强度可达6.23 MPa。如将该技术推广,不仅能把镁渣、粉煤灰等固废进行大规模产业化处理,还可大幅度降低矿山充填的成本。

关键词：镁渣改性矿山充填环境固废处理

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矿山充填技术的演进历程与基本类别

金属矿山 2021年第3期50卷 1-10页

作者：刘浪方治余张波王美邱华富张小艳西安科技大学能源学院陕西西安710054 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安710054

充填采矿技术是实现矿山绿色发展的重要技术载体,在历时几十年矿山实践中有了长足发展。在综述常规矿山充填技术发展历程和基本类别的基础上,提出以矿山充填、固废处置、采空区再利用、地热开发、战略资源储备和智能控制等为协同发展目... 详细信息

充填采矿技术是实现矿山绿色发展的重要技术载体,在历时几十年矿山实践中有了长足发展。在综述常规矿山充填技术发展历程和基本类别的基础上,提出以矿山充填、固废处置、采空区再利用、地热开发、战略资源储备和智能控制等为协同发展目标,以充填能效为发展主线,将矿山充填技术演进历程划分为体积性充填、结构性充填、功能性充填和智能性充填4个阶段,分别从概念、功能和基本类别等进行了论述。认为目前矿山充填发展阶段为结构性充填,随着矿山生产实践与科学技术的不断发展,功能性充填和智能性充填将成为矿山充填发展的新方向,进一步革新充填材料、充填工艺和充填装备,将对深地矿产资源开发与未来矿山转型升级等产生重要而又深远的影响。

关键词：矿山充填演进历程体积性充填结构性充填功能性充填智能性充填

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精炼渣基矿山充填胶凝材料制备及水化机理

金属矿山 2022年第6期51卷 230-236页

作者：张艳佳汤畅刘生玉栗褒张雷太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 金泰成环境资源股份有限公司河北邢台054103

精炼钢渣(精炼渣)大量堆存污染环境,利用其开发矿山充填胶凝材料,不仅可以解决精炼渣大量堆存造成的环境污染问题,而且可以降低矿山充填成本。以精炼渣、矿渣、脱硫石膏为原材料制备三元无水泥矿山充填用胶凝材料,研究了精炼渣掺量对充... 详细信息

精炼钢渣(精炼渣)大量堆存污染环境,利用其开发矿山充填胶凝材料,不仅可以解决精炼渣大量堆存造成的环境污染问题,而且可以降低矿山充填成本。以精炼渣、矿渣、脱硫石膏为原材料制备三元无水泥矿山充填用胶凝材料,研究了精炼渣掺量对充填试块力学性能的影响,通过XRD、TG-DTG、IR、SEM等表征手段研究了胶凝材料的水化过程和水化机理。结果表明:胶凝材料配比为精炼渣占30%、矿渣占46%和脱硫石膏占24%时,充填试块28 d龄期抗压强度为7.35 MPa,是同条件下水泥充填试块的1.52倍;精炼渣-矿渣-脱硫石膏胶凝材料的水化产物主要为针棒状钙矾石和C—S—H凝胶,随着养护龄期的延长,水化产物不断生成,使得充填体形成具有致密结构的浆体,为硬化浆体提供强度。利用精炼渣协同矿渣和脱硫石膏制备矿山充填胶凝材料符合低碳无废发展、保护和改善环境、提高固废利用率的要求,具有广阔的市场应用前景。

关键词：精炼渣矿山充填胶凝材料水化机理固废利用

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矿山充填料管道挤压输送计算机模拟

中南大学学报（自然科学版） 2008年第6期39卷 1144-1151页

作者：何哲祥隋利军解伟中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083

为了研究矿山充填料管道挤压输送料浆的运动规律,在假定挤压输送设备活塞由曲柄连杆机构驱动的条件下,推导出活塞位移呈三角函数形式的料浆运动相关方程,以及在挤压输送设备作用下,入口管道和出口管道内料浆的8种运动状态的速度和加速... 详细信息

为了研究矿山充填料管道挤压输送料浆的运动规律,在假定挤压输送设备活塞由曲柄连杆机构驱动的条件下,推导出活塞位移呈三角函数形式的料浆运动相关方程,以及在挤压输送设备作用下,入口管道和出口管道内料浆的8种运动状态的速度和加速度计算公式。运用计算机模拟管道长度、管道垂高、充填料浆浓度及料浆流变力学参数、活塞运动周期与曲柄半径等不同时,管道内料浆的流动规律。研究结果表明:挤压输送的起始条件仅对前几个周期内料浆的运动有影响;调整充填管道长度、管道垂高、充填料浆浓度和流变参数、挤压输送设备活塞运动周期、曲柄半径和安装位置(入口管道长度)等其中的任何1个参数,对管道内料浆的流动状态均会产生影响,但对于给定的充填管路和充填料浆,总能找到使入口管路和出口管路内料浆的流动速度大于0m/s的相关参数,实现充填料浆挤压输送。

关键词：矿山充填水力输送挤压输送计算机模拟

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矿山充填电动液固三通导水阀研制及生产应用

采矿技术 2021年第5期21卷 156-158,171页

作者：郭彩守张泽德张国信陈国军金川集团有限公司二矿区甘肃金昌市737100

为解决矿山充填过程中管路清洗水进入采空区,造成充填料浆离析,影响充填体质量的问题,设计了一种电动液固三通导水阀,该导水阀可以实现在正常充填时料浆从一个出口进入采空区充填,待采空区充填接顶准备清洗管路时,关闭这一出口,及时将... 详细信息

为解决矿山充填过程中管路清洗水进入采空区,造成充填料浆离析,影响充填体质量的问题,设计了一种电动液固三通导水阀,该导水阀可以实现在正常充填时料浆从一个出口进入采空区充填,待采空区充填接顶准备清洗管路时,关闭这一出口,及时将阀门换向至另一出口,将充填管路洗管水导入生产工区盘区集水坑。现场试验结果表明,新研制的三通导水阀解决了大量洗管水引流、洗管水无法导出的问题,有效提高了充填体质量,提升了矿山充填自动化水平。

关键词：矿山充填液固导水阀管路清洗料浆离析

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矿山充填有关问题与低成本充填技术

矿业研究与开发 2016年第1期36卷 42-44页

作者：王谦源王海龙任晓云青岛理工大学山东青岛市266033

系统分析了影响矿山充填成本的胶凝材料、强度与配比设计、充填系统设计、技术管理等关键要素和存在的问题,认为胶凝材料选择不当、充填系统设计与配置不合理、充填强度设计偏高、充填质量偏低等因素是导致当前充填成本偏高的主要原因,... 详细信息

系统分析了影响矿山充填成本的胶凝材料、强度与配比设计、充填系统设计、技术管理等关键要素和存在的问题,认为胶凝材料选择不当、充填系统设计与配置不合理、充填强度设计偏高、充填质量偏低等因素是导致当前充填成本偏高的主要原因,有针对性地提出了选择优质矿山充填胶固料、合理的强度与配比设计、优化充填系统配置、提高技术管理水平等技术管理措施,以及废石胶结混合充填、注浆与充填相结合等新的技术思路。

关键词：矿山充填低成本充填胶凝材料注浆加固

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金属矿山充填采矿技术应用研究进展

煤炭学报 2022年第12期47卷 4182-4200页

作者：郭利杰刘光生马青海陈鑫政矿冶科技集团有限公司北京100160 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京100160

地下金属矿山固废充填开采技术是实现矿业低碳绿色开发的重要途径,矿山充填不仅可以实现最大限度的回采矿产资源,而且可以实现矿业固废的环保处置。系统回顾了金属矿山充填采矿方法的发展历程,从金属矿山高效率规模化充填采矿、连续充... 详细信息

地下金属矿山固废充填开采技术是实现矿业低碳绿色开发的重要途径,矿山充填不仅可以实现最大限度的回采矿产资源,而且可以实现矿业固废的环保处置。系统回顾了金属矿山充填采矿方法的发展历程,从金属矿山高效率规模化充填采矿、连续充填开采和如何降低充填采矿成本3个方面介绍了最新的技术应用研究进展。首先系统梳理了金属矿山充填工艺的演变发展脉络,总结了涵盖矿山固废充填料浆制备、充填料浆管道输送、充填采场封闭和采场尾砂料浆脱水等全流程充填工艺技术的应用进展和发展趋势。然后研究分析了尾砂充填体非均质特性和尾砂料浆固结力学特性的演化发展机制,并对比分析了传统的采场充填体强度需求解析方法与改进的胶结充填体强度需求计算-设计方法,进而介绍了井下采场充填体质量原位监测与分析评价方法。基于上述研究进展综述,得出矿山充填采矿方法变革是实现高效率、规模化、低成本充填采矿的核心要素,矿山全流程充填工艺创新是稳定制备与使用高质量充填料浆的必要举措,深入研究采场充填体力学作用机理问题是确保充填采矿技术安全、绿色、经济、便捷应用的本质要求。最后阐明了充填采矿领域未来应重点关注的研究方向,指出加快发展绿色低碳充填新技术、新材料与新装备是助推金属矿山充填转型发展的动力引擎。

关键词：金属矿山充填采矿绿色开采矿山充填充填体力学

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矿山充填理论与技术

基于造纸污泥灰的矿山充填胶凝材料活性激发试验

2014年

作者：黄玉诚

本书共分6章，内容主要包括充填材料及其主要性质，充填料浆输送性能的主要参数、固液两相流的管流特性及充填料浆管道输送的水力计算，似膏体和膏体的管输特征等。

关键词：矿山充填研究生教材

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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有色金属（矿山部分） 2023年第3期75卷 57-62页

作者：杜朝阳孙光中平顶山天安煤业股份有限公司十矿河南平顶山362801 河南工程学院资源与安全工程学院郑州451191

矿山充填的胶凝材料可以选用成本低的造纸污泥灰,高温煅烧后的造纸污泥灰其潜在活性需要激发剂激发才能够显现出来。在分析造纸污泥灰高温煅烧后组分与化学成分的基础上,尝试性的利用不同浓度的NaOH、Na_(2)SO_(4)、NaCl溶液在实验室进... 详细信息

矿山充填的胶凝材料可以选用成本低的造纸污泥灰,高温煅烧后的造纸污泥灰其潜在活性需要激发剂激发才能够显现出来。在分析造纸污泥灰高温煅烧后组分与化学成分的基础上,尝试性的利用不同浓度的NaOH、Na_(2)SO_(4)、NaCl溶液在实验室进行了高温煅烧造纸污泥灰活性激发试验。基于试验结果发现:NaOH激发剂、Na_(2)SO_(4)激发剂与NaCl激发剂对于造纸污泥灰活性都有一定的促进作用,NaOH激发剂、Na_(2)SO_(4)激发剂的激发效果明显,NaCl激发剂效果相对较弱。激发剂溶液浓度与激发效果基呈正相关性,工程应用上,建议选用CaOH及CaSO 4的混合物作为激发剂,CaCL_(2)作为早强剂。试验结果为造纸污泥灰在矿山充填应用中提供了理论支持。

关键词：造纸污泥灰矿山充填胶凝材料激发剂激发效果