遺留空區(群)治理與殘餘資源安全複采（簡體書）

本書基於中國礦業大學(北京)和山東黃金礦業(玲瓏)有限公司合作項目，旨在針對當前玲瓏礦區存在的遺留採空區(群)安全隱患日趨嚴峻、大量的殘餘資源有待開發利用、現有尾礦庫剩餘庫容嚴重不足、選礦尾砂安全處置迫在眉睫等問題，通過現場調研、理論分析、室內試驗、數值計算、現場試驗等綜合研究方法和技術手段，對玲瓏礦區遺留空區(群)治理與殘餘資源安全複采協同技術進行研究，將玲瓏礦區選礦尾砂充填到地下遺留空區，對採空區進行尾砂料漿充填處理，既可治理地下遺留空區(群)隱患，又可解決選礦尾砂環境友好型處置，還可實現井下開採環境修復與殘餘資源安全複采，最終實現玲瓏礦區礦產資源開發與生態環境修復協同發展。

王炳文，男，1972年出生，工學博士，現為中國礦業大學(北京)資源與安全工程學院副教授、碩士研究生導師。主要研究方向為充填採礦理論與技術、新型充填膠凝材料開發與固體廢料綜合利用、岩土工程災害防控等。獲省部級一等獎2項、二等獎3項，北京市精品教材1項。參編教材1本、著作2本：1.王家臣,王炳文.金屬礦床露天與地下開採[M].徐州：中國礦業大學出版社,2008.2.侯殿軍,王炳文,王志亮,馬永慶.大傾角煤層開採方法概論[M].北京：煤炭工業出版社,2009.3.侯運炳,魏書祥,王炳文.尾砂固結排放技術[M].北京:冶金工業出版社,2016.

1緒論1.1研究背景1.2相關技術研究現狀1.2.1採空區探測技術1.2.2空區穩定性分析1.2.3採空區治理技術1.2.4充填採礦技術1.2.5殘餘資源複采與回收1.2.6存在的不足1.3研究內容與研究方法1.3.1研究目標1.3.2研究內容1.3.3研究方法1.4技術關鍵與技術路線1.4.1關鍵技術1.4.2技術路線1.5技術創新點2遺留空區(群)分佈與探測2.1礦山開採現狀2.1.1地質概況2.1.2生產系統2.1.3採礦方法2.1.4充填系統2.2採空區探測技術及方法2.2.1概述2.2.2開放空區探測2.2.3隱覆空區探測2.3遺留空區與廢置巷道空間分佈調查2.3.1遺留空區統計與分析2.3.2廢置巷道統計與分析3遺留空區(群)穩定性評價與分級3.1概述3.1.1採空區穩定性影響因素3.1.2採空區穩定性分析3.1.3採空區規模等級劃分3.2遺留空區(群)空間分佈3.2.1礦脈及空區分佈3.2.2採空區結構參數3.2.3採空區破環現狀3.3空區穩定性理論分析
3.3.1頂板破壞失穩形式及力學機理3.3.2礦柱破壞失穩形式及力學機理3.3.3採空區頂板穩定性分析3.3.4採空區礦柱穩定性分析3.3.5採空區穩定性分級3.4空區穩定性數值計算3.4.1模型建立3.4.2結果分析3.4.3綜合評價3.5空區充填治理效果分析3.6本章小結4全尾砂充填材料基本特性研究4.1全尾砂基本性能4.1.1粒級組成4.1.2化學成分4.1.3礦物組成4.1.4相對密度4.1.5物化指標4.2全尾砂漿基本性能4.2.1室內全尾砂沉降實驗4.2.2選廠全尾砂沉降實驗4.3全尾砂膠結充填料漿流動性能4.3.1流變性能4.3.2坍落度4.3.3流動度4.3.4泌水率4.3.5尾砂級配對料漿流變性影響4.3.6本節小結4.4全尾砂膠結充填料漿輸送特性4.4.1管道輸送參數4.4.2料漿輸送阻力4.4.3玲瓏充填系統分段壓力4.4.4本節小結4.5全尾砂膠結充填體基本性能4.5.1原材料與實驗方法4.5.2單軸抗壓強度4.5.3遇水泥化實驗4.6本章小節
5大體積全尾砂充填料漿脫水技術5.1概述5.1.1充填料漿滲透脫水理論與技術5.1.2充填料漿脫排水工藝5.2全尾砂充填料漿脫水模擬試驗5.2.1脫水試驗裝置5.2.2脫水模擬試驗5.2.3實驗研究結論5.3充填料漿電滲脫水固結試驗研究5.3.1研究背景與目的5.3.2電滲法基本原理5.3.3試驗方案設計5.3.4試驗結果分析5.3.5實驗研究結論5.4現場充填脫水設計與應用5.4.1採空區充填脫水系統5.4.2空區充填料漿脫水實踐5.4.3空區充填脫水效果分析5.5本章小結6遺留空區(群)穩定性控制與充填治理6.1概述6.1.1空區穩定控制技術6.1.2充填體與圍岩力學響應特徵6.1.3膠結充填體強度匹配設計6.1.4採空區充填治理順序6.2空區全尾砂充填治理設計6.2.1充填擋牆設計6.2.2充填管線佈置6.2.3充填料漿配比與濃度6.2.4空區充填保障措施6.3遺留空區(群)充填治理工業試驗6.3.1待充遺留空區(群)概況6.3.2採空區穩定性分析6.3.3全尾砂充填治理方案
6.3.4空區充填治理現場施工6.3.5空區充填治理效果分析6.4廢置巷道全尾砂回填工業試驗6.4.1工業試驗目的6.4.2全尾砂回填方案6.4.3現場試驗過程6.4.4存在問題與建議6.5遺留空區(群)充填治理順序6.6遺留空區充填治理成本分析6.7本章小結7基於開採環境修復的殘餘資源安全複采7.1概述7.1.1基於開採環境修復的複采思路7.1.2殘餘資源複采的意義7.2東風礦區殘餘資源複采工業試驗7.2.1遺留空區(群)分佈7.2.2東風充填系統現狀7.2.3遺留空區充填治理7.2.4殘餘資源複采工藝7.2.5經濟效益分析7.3大開頭礦區殘餘資源複采工業試驗7.3.1複採空區周邊遺留礦柱工業試驗7.3.2複采民采擾動區域殘礦工業試驗7.4綜合效益分析7.4.1複采充填成本分析7.4.2經濟效益7.4.3社會效益與環境效益7.5本章小結8研究結論與應用展望8.1研究結論8.1.1主要研究成果8.1.2效益分析8.2應用前景參考文獻附錄