遗留空区（群）治理与残余资源安全复采PDF电子书下载

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1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 相关技术研究现状 3

1.2.1 采空区探测技术 3

1.2.2 空区稳定性分析 4

1.2.3 采空区治理技术 4

1.2.4 充填采矿技术 9

1.2.5 残余资源复采与回收 13

1.2.6 存在的不足 14

1.3 研究内容与研究方法 15

1.3.1 研究目标 15

1.3.2 研究内容 15

1.3.3 研究方法 15

1.4 关键技术与技术路线 16

1.4.1 关键技术 16

1.4.2 技术路线 16

1.5 技术创新点 18

2 遗留空区（群）分布与探测 19

2.1 矿山开采现状 19

2.1.1 地质概况 19

2.1.2 生产系统 20

2.1.3 采矿方法 21

2.1.4 充填系统 23

2.2 采空区探测技术及方法 29

2.2.1 概述 30

2.2.2 开放空区探测 30

2.2.3 隐覆空区探测 33

2.3 遗留空区与废置巷道空间分布调查 39

2.3.1 遗留空区统计与分析 39

2.3.2 废置巷道统计与分析 40

3遗留空区（群）稳定性评价与分级 42

3.1 概述 42

3.1.1 采空区稳定性影响因素 42

3.1.2 采空区稳定性分析 45

3.1.3 采空区规模等级划分 50

3.2 遗留空区（群）空间分布 51

3.2.1 矿脉及空区分布 51

3.2.2 采空区结构参数 53

3.2.3 采空区破坏现状 54

3.3 空区稳定性理论分析 55

3.3.1 顶板破坏失稳形式及力学机理 55

3.3.2 矿柱破坏失稳形式及力学机理 56

3.3.3 采空区顶板稳定性分析 59

3.3.4 采空区矿柱稳定性分析 64

3.3.5 采空区稳定性分级 66

3.4 空区稳定性数值计算 67

3.4.1 模型建立 67

3.4.2 结果分析 71

3.4.3 综合评价 80

3.5 空区充填治理效果分析 82

3.6 本章小结 83

4全尾砂充填材料基本特性研究 85

4.1 全尾砂基本性能 85

4.1.1 粒级组成 85

4.1.2 化学成分 88

4.1.3 矿物组成 88

4.1.4 相对密度 88

4.1.5 物化指标 90

4.2 全尾砂浆基本性能 90

4.2.1 室内全尾砂沉降试验 90

4.2.2 选厂全尾砂沉降试验 94

4.3 全尾砂胶结充填料浆流动性能 95

4.3.1 流变性能 95

4.3.2 坍落度 98

4.3.3 流动度 99

4.3.4 泌水率 101

4.3.5 尾砂级配对料浆流变性影响 103

4.3.6 本节小结 110

4.4 全尾砂胶结充填料浆输送特性 111

4.4.1 管道输送参数 112

4.4.2 料浆输送阻力 115

4.4.3 玲珑充填系统分段压力 118

4.4.4 本节小结 119

4.5 全尾砂胶结充填体基本性能 120

4.5.1 原材料与试验方法 120

4.5.2 单轴抗压强度 121

4.5.3 遇水泥化试验 123

4.6 本章小结 123

5大体积全尾砂充填料浆脱水技术 125

5.1 概述 125

5.1.1 充填料浆渗透脱水理论与技术 125

5.1.2 充填料浆脱排水工艺 127

5.2 全尾砂充填料浆脱水模拟试验 128

5.2.1 脱水试验装置 128

5.2.2 脱水模拟试验 130

5.2.3 试验研究结论 137

5.3 充填料浆电渗脱水固结试验研究 138

5.3.1 研究背景与目的 139

5.3.2 电渗法基本原理 139

5.3.3 试验方案设计 140

5.3.4 试验结果分析 141

5.3.5 试验研究结论 147

5.4 现场充填脱水设计与应用 148

5.4.1 采空区充填脱水系统 148

5.4.2 空区充填料浆脱水实践 151

5.4.3 空区充填脱水效果分析 154

5.5 本章小结 154

6遗留空区（群）稳定性控制与充填治理 156

6.1 概述 156

6.1.1 空区稳定控制技术 156

6.1.2 充填体与围岩力学响应特征 157

6.1.3 胶结充填体强度匹配设计 159

6.1.4 采空区充填治理顺序 161

6.2 空区全尾砂充填治理设计 161

6.2.1 充填挡墙设计 161

6.2.2 充填管线布置 167

6.2.3 充填料浆配比与浓度 168

6.2.4 空区充填保障措施 169

6.3 遗留空区（群）充填治理工业试验 171

6.3.1 待充遗留空区（群）概况 172

6.3.2 采空区稳定性分析 177

6.3.3 全尾砂充填治理方案 180

6.3.4 空区充填治理现场施工 182

6.3.5 空区充填治理效果分析 189

6.4 废置巷道全尾砂回填工业试验 190

6.4.1 工业试验目的 190

6.4.2 全尾砂回填方案 191

6.4.3 现场试验过程 195

6.4.4 存在问题与建议 197

6.5 遗留空区（群）充填治理顺序 198

6.6 遗留空区充填治理成本分析 200

6.7 本章小结 201

7 基于开采环境修复的残余资源安全复采 203

7.1 概述 203

7.1.1 基于开采环境修复的复采思路 203

7.1.2 残余资源复采的意义 204

7.2 东风矿区残余资源复采工业试验 204

7.2.1 遗留空区（群）分布 205

7.2.2 东风充填系统现状 207

7.2.3 遗留空区充填治理 208

7.2.4 残余资源复采工艺 211

7.2.5 经济效益分析 213

7.3 大开头矿区残余资源复采工业试验 213

7.3.1 复采空区周边遗留矿柱工业试验 213

7.3.2 复采民采扰动区域残矿工业试验 216

7.4 综合效益分析 220

7.4.1 复采充填成本分析 220

7.4.2 经济效益 221

7.4.3 社会效益与环境效益 221

7.5 本章小结 222

8 研究结论与应用展望 224

8.1 研究结论 224

8.1.1 主要研究成果 224

8.1.2 主要创新点 226

8.1.3 效益分析 226

8.2 应用前景 227

参考文献 228

附录 232

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