(1)淺井開采地壓顯現(xiàn)以巖石片幫、頂板巖石表面剝落和破壞為主要特征,即使發(fā)生巖爆其規(guī)模和破壞性都非常有限。而深井開采,原巖應力高,巖石的應變能高度聚集,并在瞬間呈爆炸性釋放,其破壞性極為劇烈,并可能導致地震活動,因此充填體的主要功能將是阻止或減緩這種能量瞬間的釋放,這就對充填體強度和質量有更高的要求。所以研究充填體的承載機理、充填材料特性及采場充填工藝,并實現(xiàn)充填體質量的有效控制,從而達到低成本、高質量構筑深井充填體的目標。
(2)在淺井開采中,充填料管道自流充填系統(tǒng)應用最為廣泛,但由于淺部開采充填倍線一般變化為4~8,因此充填料漿的輸送質量濃度受到很大限制,一般變化在65%~72%,這使得充填料漿進入采場后,脫水量大、水泥離析嚴重、充填體固結慢、強度偏低、充填質量不高。深井開采,充填倍線小(1~3),這為輸送高濃度漿體、提高充填體質量創(chuàng)造了必要條件。因此,研究高濃度漿體管道輸送特性,根據充填料漿特性,分析料漿制備與輸送系統(tǒng)的適應性,是實現(xiàn)高濃度充填料輸送,提高充填體強度的關鍵之一。
(3)為了實現(xiàn)高濃度充填漿體的自流管道輸送,必須研究深井兩相流輸送技術,即料漿特性、料漿配合比、密度、粘度等高濃度漿體管輸特性對臨界流速的影響及相應的管道水力參數(shù)的計算,從而針對具體深井礦山,選擇適當?shù)墓軓?、濃度、流速和輸送量,使系統(tǒng)達到運行可靠、經濟效果好的目的。
(4)深井管輸系統(tǒng),由于地表與井下高差大、充填倍線小、料漿在輸送過程中流速大,將對管道形成較高的壓力。因此必須解決系統(tǒng)減壓問題,否則將嚴重影響到管輸系統(tǒng)的安全運行。
(5)深井自流管輸系統(tǒng)由于料漿運行速度高,將對管道垂直段產生嚴重的沖擊磨損,因此研究滿管流輸送技術,實現(xiàn)深井充填系統(tǒng)滿管流輸送,降低沖擊磨損具有非常重要的工程意義,同時,研究高壓流動漿體對管道的動力磨損機理,實現(xiàn)對深井管道磨損程度的預測,合理采用降低管道磨損的技術對策,對延長管道的服務年限,降低成本同樣十分重要。
深井充填在我國尚處于起步階段,因此深井充填的技術研究成果相對匱乏,深井充填設計、施工與控制只能參照淺井充填理論。國外雖有研究,但并不系統(tǒng),隨著我國越來越多的礦山進入深井開采行列,采用深井充填工藝的礦山將越來越多,為提高深井充填效率與水平,必須創(chuàng)建系統(tǒng)的深井充填理論體系與技術手段。因此在全面分析深井充填特點與存在問題的基礎上,展開深井充填體作用機理、充填材料與充填質量控制、深井兩相流理論、深井管道系統(tǒng)減壓、深井滿管流輸送技術、管道磨損機理與防磨損技術等研究,將會加速完善和發(fā)展我國深井充填技術體系,為深井礦山充填設計、施工與管理提供重要的理論依據和操作性強的實施方案,對我國礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論價值和應用價值。