粗骨料胶结充填新技术研究

传统的粗骨料胶结充填技术主要沿用了混凝土学的基本理论和技术，其制备与输送工艺难以满足矿山低成本、大规模充填的要求，故近年来发展应用了粗骨料胶结充填新技术。本文系统地阐述了该新技术的自淋混合和分流输送等技术与工艺特点；探讨了其物料配合原则、最佳用水量和水泥用量对充填体强度的影响。     

谦比希铜矿充填体强度计算及物料配比优化

谦比希铜矿西矿体采用上向进路膏体充填采矿法进行回采。为了避免充填强度设计过剩,降低水泥单耗及充填成本,根据西矿体的开采结构参数,采用经验类比及理论分析相结合的方法,确定了西矿体较为适宜的充填强度。在此条件下通过开展膏体流动性能、强度性能及凝固性能的试验研究,确定了充填浓度及物料配比,为矿山降本增效提供参考。     

不同粗骨料对膏体强度性能的影响及配比优化

云南某铅锌矿水淬渣产量逐渐降低,难以满足充填需求,亟需寻求新型粗骨料。以该矿全尾砂、机制砂、水淬渣为试验材料,采用正交设计法,研究料浆质量浓度、灰砂比、粗骨料含量以及粗骨料种类对膏体抗压强度的影响。基于最大密度曲线理论和贝雷法,从密实度和骨架结构两方面对混合物料级配进行评价,并对全尾—机制砂进行物料配比优化。研究表明:料浆质量浓度和灰砂比是抗压强度的主要影响因素,粗骨料含量的影响作用较小;相同条件下,全尾—水淬渣膏体抗压强度最大,全尾砂膏体次之,全尾—机制砂膏体抗压强度最小;全尾—机制砂膏体级配不良,密实度小于全尾—水淬渣和全尾砂膏体,且没有形成稳定骨架,再加上机制砂含泥量较高,导致全尾—机制砂膏体抗压强度最小。物料配比优化后,机制砂添加量为42.78%,全尾砂添加量为57.22%,达到较大密实度的同时又形成了稳定的骨架结构,有利于提高膏体抗压强度。     

杨家沟铝土矿充填材料配比优化研究

为了充分回收铝土矿资源和保护地表村庄安全,杨家沟铝土矿拟采用条带进路充填法回采矿石.结合矿山周边固废情况,探讨了煤矸石尺寸、粉煤灰和脱硫灰渣掺量对充填料浆流动性和充填体强度的影响.研究结果表明,粉煤灰的"滚珠"效应能够改善充填料浆的流动性,但在大掺量情况下主要起填充作用,表现为充填体强度随掺量的增加而降低;单一增大煤矸...     

碎石胶结充填料配比的优化

对高龙金矿下向分层进路胶结充填采矿法所用的充填材料进行了室内试验研究。试验内容包括充填骨料物理性能测定和胶结充填材料配忆试验。通过试验,优化了碎石胶结充填材料配比。     

建筑垃圾骨料-粗粉煤灰基胶结料充填体力学性能试验研究

为分析建筑垃圾骨料-粗粉煤灰基胶结料充填体的力学性能,采用正交试验确定充填体的最优配比,进行单轴压缩、三轴压缩试验。结果表明:28 d的充填体的弹性模量平均为971MPa,泊松比平均为0.028 99,黏聚力为0.932 MPa,内摩擦角为41.23°,表明充填体承载压缩变形过程中横向变形量较小,内部具有一定的压实形变空间。通过试件的常规三轴压缩试验表明,充填体在三向受力条件下表现出明显的塑性强化特征。     

废弃混凝土粗骨料对充填膏体性能的影响

为解决废弃混凝土长期堆放占用土地资源,破坏周围生态环境的问题,利用废弃混凝土粗骨料替代煤矸石制备充填膏体,分别测定了其初始坍落度与扩展度、流变性能,以及静置2 h后的坍落度与扩展度、泌水率及单轴立方体抗压强度。结果表明：废弃混凝土粗骨料对初始流动性能的影响显著,随着废弃混凝土粗骨料替代率的增加,初始坍落度由25 cm逐渐减小到22 cm,而对充填膏体的静置流动性能影响较小;随着废弃混凝土粗骨料替代率的增加,屈服应力及塑性黏度均呈上升趋势;废弃混凝土粗骨料对充填膏体的泌水有很好的抑制作用,随废弃混凝土粗骨料替代率的增加,泌水率由5.56% 逐渐减小到4.61%;随着废弃混凝土粗骨料替代膏体矸石量的增加,废弃混凝土充填膏体试件的抗压强度先增大后减小,综合分析选取了废弃混凝土粗骨料替代矸石量的合理范围。     

罗河铁矿全尾砂胶结充填配比优化试验研究

针对罗河铁矿充填料浆浓度波动大,充填料浆灰砂比等关键指标难以控制,并最终影响充填体质量等问题,开展了罗河铁矿全尾砂胶结充填配比优化试验,对充填材料的物理化学性质进行了测定.同时采用全面法试验,对不同质量浓度和不同灰砂比的全尾砂流动性、流变及其强度进行了对比分析,试验结果表明:罗河铁矿全尾砂-74μm占比达59.87％,...     

混合骨料充填体强度发展规律与配比优化

混合骨料充填体强度受混合骨料配比、充填料浆质量 分数和水泥掺量等多因素影响.为探究不同因素对充填体 强度 的 影 响 规 律,并 确 定 最 佳 充 填 配 合 比,采 用 BoxＧ Behnken响应面法(RSMＧBBD)开展了混合骨料充填配合比 试验.以河砂占比、料浆浓度和水泥掺量作为影响因素,以 充填体７d、１４d和２８d强度值作为响应量,构建了不同养 护龄期的充填体强度试验回归模型.试验结果表明:混合骨 料堆积密实度随着河砂占比增大先增大后减小,充填体强度 亦表现出了相同的发展趋势.在多因素影响下,河砂占比越 大同时料浆质量分数越小时,充填体强度越低;河砂占比越 小同时水泥掺量越大时,充填体强度越高;充填体强度随着 水泥掺量和料浆质量分数的提高而增大.     

基于环管试验确定粗骨料膏体充填料浆管道输送参数

以粗骨料膏体充填料浆管道输送为研究背景,基于环管试验测试了不同质量浓度、不同灰砂比、不同充填流量、不同管径条件下的粗骨料膏体管道输送阻力;分析了影响粗骨料膏体充填料浆管道输送阻力的影响因素;最终依据矿山实际生产现状,结合环管试验结果,确定最佳的粗骨料膏体充填参数为:输送能力90m3/h、膏体充填料浆质量浓度80%、灰砂比1∶10~1∶6、输送管径Φ165×12、输送流速1.6m/s。从而为矿山粗骨料膏体充填系统设计及管道输送系统设计提供可靠的数据支撑。     

金厂河多金属矿尾砂胶结充填试验研究

为保障金厂河多金属矿充填系统的正常运行,亟需确定适合矿山条件的最佳充填参数。通过矿山取样和实验室试验研究,结合矿山采矿方法所需的胶结充填体强度,确定了一步骤采场充填料浆浓度为72%,底部采用分级尾砂胶结充填,灰砂比为1∶4;中上部采用全尾砂胶结充填,灰砂比为1∶6。研究成果可为确定同类矿山尾砂胶结充填参数提供参考。     

尾砂胶结充填体强度特性试验研究

以尾砂胶结充填体试块为对象,选取对强度敏感性最高的影响因子——龄期,对不同龄期的尾矿胶结充填体进行单轴抗压强度和直接剪切试验,分析了尾砂胶结体的强度规律及破坏特征。试验结果表明:尾矿胶结体的强度随着养护龄期的增加而升高,其中7~28d强度增加较为显著,并建立抗压强度、抗剪强度与龄期回归方程,为后期充填采矿设计和降低采矿成本提供了依据。     

废石尾砂胶结充填体强度性能及物料配比参数试验研究（增刊）

某矿地处高原,当地水泥成本高,若采用全尾砂进行充填,充填体强度偏低,充填成本较高。废石尾砂胶结充填可以降低水泥单耗,为矿山充填方案选择提供了技术思路。本文通过充填配比试验研究了废石尾砂胶结充填体强度性能,确定了废石尾砂胶结充填物料配比参数,为充填方案论证提供了依据。通过试验可知,相同水泥单耗情况下,废石尾砂胶结充填体强度显著高于全尾砂胶结充填体,60%~65%的尾砂浆浓度、50%的废石添加量可使废石胶结充填具有较优的强度性能及流变性能。     

细粒级全尾砂膏体充填配比优化试验研究

针对某金矿细粒级全尾砂膏体充填的充填体强度低,且矿山污水排放要求严格等问题,展开细粒级全尾砂物理化学性质试验、絮凝沉降试验、流动性试验、充填体强度试验及充填体浸出毒性试验.获得了符合该矿的最佳充填配比参数.试验结果表明:全尾砂的-20μm 超细颗粒含量达到45.91％;絮凝沉降6h,底流质量浓度可达65.3％,沉降20h以后,底流质量浓度可达73.2％,可满足制备充填料浆的浓度要求;相同配比下,胶凝材料选择 P.O42.5水泥较 M32.5水泥制备的料浆,其流动性更好,单轴抗压强度更高;采用上向分层充填采矿方法,打底充填时,可采用 P．O42.5水泥制备质量浓度为67％,灰砂比为1:8的全尾砂料浆,充填体７d强度可达0.3MPa以上,可满足充填体自立要求,浇面充填时,可采用 P．O42.5水泥制备质量浓度为67％,灰砂比为1:4的全尾砂料浆,充填体７d强度可达1.2 MPa,可满足设备运行的要求.充填体试块浸泡液的重金属离子浓度皆低于国家排放标准,说明该矿的选矿废水可用于制备充填料浆.     

聚丙烯纤维对膏体充填料流动性影响的分析

掺入聚丙烯纤维的膏体中能有效改善充填体的抗压强度及峰后韧性,但由于聚丙烯纤维膏体的流动性与材料特性之间关系复杂,在一定程度上严重影响了膏体的管输阻力.以某矿山全尾砂和棒磨砂为试验材料,研究聚丙烯纤维掺量及长度对膏体流变性能的影响规律,建立不同纤维掺量及长度下的膏体塌落度及扩展度回归模型,并在此基础上计算出聚丙烯纤维膏体的经济成本.研究结果表明:塌落度及扩展度随聚丙烯纤维长度和掺量的增加而减小,聚丙烯纤维长度和掺量基本与塌落度呈负线性关系,聚丙烯纤维掺量与扩展度基本呈负指数函数关系;影响塌落度及扩展度的顺序由大到小依次为纤维掺量、纤维长度,且扩展度受聚丙烯纤维长度和掺量的影响大于塌落度;与未掺聚丙烯纤维相比,掺入纤维的膏体 塌 落 度 降 低 了０．７７％ ~５．０２％,扩 展 度 降 低 了３．７０％~３６．５４％,膏体成本增加了２．９５％~１５．６１％.最后,建立了关于纤维掺量及长度的流动性回归模型,回归效果显著.     

基于正交试验的胶结充填体力学性能及配比优化方案研究

为了提出充填体的配比优化方案,以保证充填后采场采空区的稳定性。从充填体力学性能入手,通过正交试验,选取灰砂比、养护龄期与浓度作为影响因素,分析了充填体力学曲线的变化特征;基于极差分析方法,研究了3因素对充填体强度、弹性模量影响的主次顺序。研究表明:充填体的力学曲线存在明显的压密过程,当养护龄期较短时,曲线出现了显著的屈服平台,此时充填体的延性最强,残余强度最低,极限应变值最大。3种因素在影响充填体强度及弹性模量的敏感性上,主次因素序列为:Y(龄期)X(配比)Z(浓度),养护龄期在影响充填体力学性能中起主导作用,确定了最优配比方案为灰砂比1∶4、养护龄期28d、浓度74%。研究成果对矿山选择合理的充填材料配比具有参考价值。     

掺铜渣的混合骨料配比及强度试验

为了解决某矿山粗骨料充填料浆离析的问题,采用掺铜渣来改善骨料级配,混合骨料粒径级配分析和充填体强度试验结果表明,充填体强度随着浓度与铜渣掺量的增加而提高,对于82%的浓度,铜渣掺量在达到200kg/m3之前,强度改善明显;掺入适量铜渣,能有效改善粒径级配,提高充填体强度;满足充填强度要求的最低成本方案为:固结粉290kg/m3、废石361.6kg/m3、棒磨砂843.8kg/m3、铜渣257.6kg/m3,料浆浓度为82%,水为384.8kg/m3,此方案下的充填成本为112.6元/m3,相比当前156元/m3的充填成本,降低了约30%,其3,7d和28d强度分别为1.55,3.11 MPa和5.10MPa,均满足该矿山强度要求。     

胶结充填体强度特性试验研究

胶结充填体强度特性对采矿安全具有十分重要的影响.以山东金鼎矿业胶结充填体为研究对象,对该矿尾砂及3种胶固料物理性质、强度特性进行了分析;在此基础上,以2号胶固料为胶结材料,设计了1 ∶ 3.5,1 ∶ 3.8,1 ∶ 4和1∶ 6共4种配比,54％、52％和50％共3种浓度料浆制作的胶结充填体试样,单轴抗压强度、扫描电...     

黄麦岭磷矿胶结充填开采配比试验及数值模拟

黄麦岭磷矿露天转地下所面临着怎样选取合理充填材料、充填料配比以及合理选取矿房、矿柱宽度的问题,为此进行了充填体的配比试验,同时结合得到的充填体物理力学参数,运用FLAC3D软件对矿块进行了数值模拟,验证了实际充填体强度要求,判断了不同矿块参数情况下矿房的稳定性和安全性问题。研究表明：黄麦岭尾矿库尾砂具有良好的充填特性,试验得到的不同配比充填体在28 d养护临期的强度值在0.18～2.48 MPa之间;不同充填体维持自稳性的极限宽度在18～25 m之间;矿柱采用灰砂比为1∶6的全尾砂胶结充填方案,合理宽度为15 m,矿房采用水砂充填,合理宽度为15 m。     

阿舍勒铜矿胶结充填材料试验研究

为验证部分掘进废石用于充填的适用性,通过广泛的配比试验,展开废石替代部分戈壁集料作为充填骨料的相关研究,从技术经济方面论述废石的适用性,实验数据与对比分析结果表明,添加废石后充填体强度不及粗骨料完全采用戈壁集料的强度,添加的废石有一定泥化、开裂和软化现象,对充填体强度产生了负面影响,因此不宜采用废石作为充填骨料。