1、傳統(tǒng)金屬礦產資源開發(fā)利用模式引發(fā)的地質災害、環(huán)境破壞和廢料排放，已經成為制約我國礦產資源可持續(xù)開發(fā)利用與礦業(yè)健康發(fā)展的重要因素。要徹底緩解資源、能源、環(huán)境的瓶頸制約，實現(xiàn)從資源、能源耗費型向節(jié)約型轉變，必改變先污染后治理的發(fā)展模式，大力發(fā)展以清潔生產、資源高效開采和廢物循環(huán)利用為特征的綠色可持續(xù)資源開發(fā)模式。膏體充填是突破傳統(tǒng)充填技術屏障、實現(xiàn)礦床安全清潔高效開采的重要技術載體。膏體充填主要特點表現(xiàn)為:充填料漿不離析、不沉淀，且采場脫水

2、量少、甚至不脫水，充填體強度增長迅速，充填質量好、效率高、成本低，改善井下作業(yè)環(huán)境等，是未來清潔采礦發(fā)展的必然趨勢。
　　(1)結合膏體充填在地下礦山的設計和應用現(xiàn)狀，從充填材料、工藝和技術等方面展開分析。針對膏體充填特點，系統(tǒng)地論述了以高濃度全尾砂膏體作為充填料漿的充填體作用機理及材料配比設計原理，充填膏體流動特點及流變參數(shù)測定方法，充填膏體制備工藝及裝備、輸送工藝及裝備等。膏體充填技術能夠有效解決常規(guī)充填技術的缺陷，在充填采礦

3、礦山中得到了廣泛的應用。
　　(2)從理論分析的角度出發(fā)，建立基于錐形坍落度和柱形坍落度的充填膏體流變參數(shù)模型，并通過試驗檢驗兩種模型的坍落度與流變參數(shù)的相關性。結果表明:柱形坍落度試驗和模型更能準確測定高濃度充填膏體的流變參數(shù);柱形坍落度模型在數(shù)學公式表現(xiàn)形式上，比錐形坍落度模型更為簡單;錐形坍落筒幾何結構較柱形坍落筒更為復雜，試驗過程中難于填料，并且會在填料過程中形成許多氣泡，這將勢必影響坍落度實驗結果;應用錐形坍落筒做實驗時

4、，坍落的膏體坍落后的形狀不連續(xù)，尤其是做高屈服應力的膏體坍落度實驗時明顯;柱形坍落筒的設計與制備比錐形坍落筒更為簡單，取材更為方便。
　　(3)建立基于主成分分析法與BP網(wǎng)絡相結合的充填膏體流變參數(shù)預測模型，首先采用主成分分析法對輸入數(shù)據(jù)預處理，減少網(wǎng)絡輸入因子數(shù)，同時使輸入因子彼此不相關，并且數(shù)據(jù)包括的主要信息還保留在主成分中。簡化了網(wǎng)絡結構，提高了網(wǎng)絡學習速度，得到了較高的精度，大大提高了建模質量;并將SPSS統(tǒng)計軟件引入到膏

5、體充填設計與統(tǒng)計中，應用SPSS統(tǒng)計軟件包增強統(tǒng)計學理論和方法分析，有利于解決礦山管理與科研實際問題。結果表明:經過主成分提取后的BP預測值與期望輸出值之間的誤差都控制在5％以內;同時，通過與未經主成分提取的BP預測值和期望輸出值之間誤差對比，其預測精度有了明顯的提高。
　　(4)確定充填膏體配比選擇原則，以充填膏體質量濃度、砂灰比、水泥耗量和棒磨砂全尾砂質量比為主要配比參數(shù)，以充填膏體流動性、充填體強度和成本為優(yōu)化目標。建立基于

6、正交試驗設計、均勻試驗設計和配方試驗設計的充填膏體配比優(yōu)選模型，結合試驗和現(xiàn)場測試，優(yōu)選結果與礦山充填實踐一致。研究表明:隨著充填膏體質量濃度、水泥耗量和棒磨砂尾砂比增加，坍落度范圍在250mm-300mm，滿足充填膏體坍落度大于180mm的要求;增加棒磨砂有助于膏體流動，當棒磨砂尾砂質量比為0.75時，充填膏體具有良好的流動性;隨著水泥耗量的增加，有利于降低水力坡度，從而減小輸送阻力損失;水泥不僅可以作為膠凝劑，也可以在輸送過程中起到