阶段矿房充填废石插筋注浆加固的实验研究

摘要

本文研究的是山东金鼎矿业王旺庄铁矿遗留矿房废石充填的注浆加固问题。王旺庄铁原计划生产能力为50万吨/年，现实际生产规模达到200万吨/年。该矿山的主要采矿方法为嗣后充填采矿法。由于该矿山在2011年开始新建的充填设施未能正常运行，致使该矿山在-370至-410水平的遗留矿房无法充填。为解决矿房空置的问题，该矿山在2013年到2014年采空区的两个矿房填满废石。原计划为临时存放，后来了解到可以通过废石注浆锚固方法将该废石加固成一定强度的支撑矿柱，即提出了可行性研究方案。
　　本文为解决金鼎矿业现存问题做了大量的实验研究，包括:
　　1、注浆料的配比试验和流动离析实验。即通过注浆料的配比试验得到注浆料的最优配和比，通过离析实验说明注浆料在流动过程中是否发生离析;
　　2、注浆模拟实验。通过现场注浆模拟试验了解浆液的可注性和包括注浆压力，注浆量，扩散半径等注浆参数;
　　3、注浆加固体的强度检测试验。通过注浆加固体的强度检测了解注浆加固体的强度是否达到一步房矿柱的强度要求。
　　文章中还对注浆加固体进行了注浆与插筋设计和稳定验算，将注浆加固体进行插筋锚固，并通过FLAC3D数值分析软件对不插筋和插筋两种废石注浆体进行了数值模拟运算，为该方案实施奠定了理论基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 项目的现状及意义

1．2 研究方法

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 注浆锚固原理与国内外研究概况

2．1 岩土锚固与注浆技术

2．1．1 锚固技术

2．1．2 注浆技术

2．2 锚固技术和注浆技术在国内外的发展

2．2．1 锚固技术在国内外的发展情况

2．2．3 注浆技术在我国的发展

2．3 爆破废石注浆加固的相关研究概述

第3章 注浆材料与配比试验

3．1 注浆料和废石的物理力学性质测试

3．1．1 密度

3．1．2 充填废石的粒度分布

3．1．3 充填料粒度分布

3．2 注浆料配比试验

3．2．1 试验一

3．2．2 补充试验

3．3 实验材料用量

3．4 注浆流动离析试验

3．4．1 试验目的与方法

3．4．2 料浆配比

3．4．3 试验步骤

3．4．4 强度检测及结论

3．5 本章小结

第4章 充填废石注浆模拟实验研究

4．1 实验目的

4．2 试验方案

4．3 试验方法

4．3．1 尾砂含水率测算

4．3．2 试验步骤

4．4 本章小结

第5章 注浆模拟试验强度检测

5．1 实验试块的加工

5．2 注浆加固体的强度检测

5．3 本章小结

第6章 插筋注浆设计方案与稳定性分析

6．1 注浆锚固设计方案

6．2 连系梁

6．3 注浆锚固废石矿房稳定型验算方法

6．4 计算参数及物理模型的建立

6．4．1 物理模型的建立

6．4．2 计算参数

6．4．3 数值模拟的计算过程及主要内容

6．5 模拟结果分析

6．5．1 矿房开采后的采场状况

6．5．2 不同方案下的充填体稳定性

6．6 小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

参考文献

致谢