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第1章 绪论1

1.1深井矿山充填技术的特性1

1.2深井开采技术研究状况3

1.3深井矿山充填技术发展现状6

第2章 深井矿山充填体作用机理12

2.1采场围岩及充填体稳定性的控制因素12

2.2充填体的作用机理15

2.2.1充填体的支护作用15

2.2.2充填体与系统的共同作用16

2.2.3充填体的充填作用17

2.2.4充填体的综合作用机理17

2.3胶结充填体的破坏机理18

2.3.1充填工艺及所形成的充填体的破坏形式18

2.3.2层状充填体顶板的冒落条件20

2.3.3充填体破坏过程21

2.4深井岩爆的能量诠释24

2.5深井矿山的充填支护系统27

2.5.1深井矿山充填区域支护的影响因素27

2.5.2连续矿柱与充填体组合的区域支护系统31

第3章 充填材料及充填质量控制34

3.1常用充填材料的来源及分类34

3.2充填骨料35

3.2.1充填骨料的化学成份35

3.2.2充填骨料的密度36

3.2.3充填骨料的孔隙率36

3.2.4充填骨料母岩的强度36

3.2.5松散充填骨料的沉缩37

3.2.6松散充填骨料的粒级组成37

3.3胶凝材料40

3.3.1水泥40

3.3.2高水速凝固结材料45

3.3.3全水胶固材料49

3.3.4工业废渣活性材料51

3.3.5磁黄铁矿和黄铁矿53

3.4改性材料54

3.4.1水54

3.4.2絮凝剂56

3.5充填体的含水与脱水62

3.6充填体的力学特性63

3.6.1充填体的强度63

3.6.2充填体的自立高度68

3.6.3充填体的压缩特性69

3.6.4充填材料制备和充填工艺对充填体力学特性的影响70

3.7充填质量控制71

3.7.1料浆的配合比71

3.7.2采场充填工艺91

3.7.3充填接顶94

3.7.4层状充填体顶板的质量控制标准97

第4章 充填材料的制备工艺与管道输送99

4.1充填系统和充填量计算99

4.1.1充填系统99

4.1.2充填量计算99

4.2水砂充填系统100

4.2.1水砂充填的适用条件及优缺点100

4.2.2制备站及结构101

4.2.3充填管道和管件103

4.3分级尾砂充填105

4.3.1尾砂的分级106

4.3.2卧式砂仓和立式砂仓110

4.3.3尾砂胶结充填料制备站的主要设备117

4.3.4水泥的风力输送入仓121

4.3.5充填钻孔124

4.3.6尾砂充填和尾砂胶结充填的采场排水127

4.4全尾砂的浓密和过滤127

4.5膏体和混凝土充填134

4.5.1膏体和混凝土充填工艺134

4.5.2细石混凝土充填工艺135

4.5.3膏体和细石混凝土的可泵性137

4.5.4膏体和细石混凝土的泵送设备140

4.6非机械快速浓缩全尾砂胶结充填142

4.6.1全尾砂絮凝沉降浓缩试验143

4.6.2絮凝理论与药剂作用机理151

4.6.3全尾砂配比试验156

4.6.4工业试验及应用160

4.7两相流管道输送技术163

4.7.1充填材料水力输送特性163

4.7.2充填料浆的悬浮条件163

4.7.3充填料浆特性168

4.7.4水力坡度170

4.7.5临界流速及有关管道参数的计算174

4.7.6水力输送计算实例175

4.7.7管道两相流输送参数数值模拟178

第5章 深井矿山可以选择的几种充填系统182

5.1细砂管道自流输送充填系统183

5.1.1物料制备系统183

5.1.2物料运送系统186

5.1.3物料存储设施188

5.1.4充填料浆制备系统189

5.1.5监侧仪表与功能190

5.1.6细砂管道胶结充填生产工艺191

5.1.7井下排泥排水192

5.1.8充填站的环境管理192

5.1.9深井矿山中应用自流充填系统需要解决的问题193

5.2膏体泵送充填系统193

5.2.1物料准备194

5.2.2膏体充填料的可泵性194

5.2.3膏体充填料桨管道阻力损失的计算195

5.2.4定量给料搅拌制备膏体198

5.2.5泵压管路输送198

5.2.6采场充填199

5.2.7水泥的添加方式199

5.3膏体自流充填系统200

5.3.1临界流态浓度的界定203

5.3.2料浆流态的转化措施203

5.3.3地表储料仓207

5.3.4膏体自流充填料浆的输送208

5.3.5膏体自流充填系统的生产208

5.4块石胶结充填系统210

5.4.1国内的块石胶结充填210

5.4.2井下充填料浆的混合方式212

5.4.3充填材料的制备及配合比选择215

5.4.4深井矿山废石胶结充填的生产216

5.5深井矿山充填系统的选择216

5.6深井矿山充填系统的水力计算217

第6章 深井管道输送的可靠性及管道磨损221

6.1深井充填系统构成221

6.1.1自流输送管道充填系统的组成221

6.1.2充填系统工艺流程222

6.1.3深井充填系统的层次结构223

6.2深井充填系统的特性224

6.2.1原料及供给的不确定性225

6.2.2制备和输送系统的不确定性227

6.2.3充填效果的不确定性228

6.2.4充填系统失效模式的不确定性231

6.3深井充填系统故障模式与分析231

6.3.1 FMEA的起源与发展232

6.3.2 FMEA原理及方法232

6.3.3深井充填系统FMEA分析实例237

6.4深井充填管道输送系统的可靠性对策242

6.4.1充填料浆运动形式242

6.4.2深井充填管道的失效机理243

6.4.3充填管道系统可靠性对策248

6.5充填钻孔磨损机理及降低磨损技术259

6.5.1充填钻孔内管壁磨损的主要影响因素259

6.5.2充填钻孔磨损因素的AHP定量化分析262

6.5.3充填钻孔内管壁磨损机理269

6.5.4降低管道磨损措施276

第7章 国内外深井矿山实例278

7.1冬瓜山铜矿深部充填技术278

7.1.1极细颗粒全尾砂高浓度连续放砂实践279

7.1.2充填挡墙281

7.2孙村煤矿深部制冷降温技术287

7.2.1矿井热源分析288

7.2.2矿井高温的危害288

7.2.3通风降温288

7.2.4冰冷辐射降温291

7.2.5应用价值和推广前景294

7.3龙首矿下向分层胶结充填采矿法295

7.3.1地质概况及开采技术条件295

7.3.2采矿方法简介295

7.3.3六角形进路的形成过程297

7.3.4充填工艺298

7.4南非威特沃特斯兰德超深薄矿脉开采303

7.4.1留走向矿柱的长壁采矿法303

7.4.2留倾斜矿柱的下行式水平采矿法304

7.4.3留倾斜矿柱的上行式水平采矿法304

7.4.4留倾斜矿柱的下行式倾斜采矿法305

7.4.5充填体的作用305

7.4.6通风和制冷系统设计时应考虑的因素306

7.5 Kidd Creek矿胶结充填系统307

7.5.1块石胶结充填系统308

7.5.2膏体胶结充填系统314

7.5.3粉煤灰胶结充填系统318

7.6南非Elandsrand金矿V型梯段式房柱采矿法330

7.6.1地质概况及开采技术条件330

7.6.2 V型梯段式房柱采矿法331

参考文献340