铜绿山矿新型胶结充填材料工业化试验研究

随着铜绿山矿采矿强度的提高,井下采场回采时间相应缩短,导致水泥尾砂胶结充填技术存在的强度不达标、养护时间长等问题越来越突出,越来越难以满足生产进度要求。胶凝材料是提高充填质量的重要因素,为解决水泥胶结充填与高强度生产之间的矛盾,开展了新型胶结充填材料工业化试验研究,通过对比分析普通水泥充填料和新型尾砂胶固料井下全胶结充填体各期试样(3, 7, 28 d)的强度,表明在相同成本条件下,华重新型尾砂胶固料充填体相比原有水泥充填体在强度、性能等方面均有较大优势,能够满足铜绿山矿井下采场充填技术标准要求。     

煤矿高浓度胶结充填材料配比研究

为得到煤矿高浓度胶结充填材料的合理配比,在分析煤矿充填开采特点、煤矿对充填材料要求及高浓度胶结充填现状的基础上,分别研究了以粉煤灰、煤矸石、普通硅酸水泥及水为主要充填材料在未添加与添加外加剂时的合理质量配比。结果表明:未添加外加剂时,普通硅酸水泥、粉煤灰、煤矸石、水在质量配比10%∶20%∶50%∶20%时充填材料所形成的充填体效果较好,在该配比的基础上添加普通硅酸水泥质量8%的外加剂,制成的料浆浓度为79%,该充填料浆流动性好,不沁水,无离析,坍落度为280 mm,28 d后抗压强度达5.2 MPa,达到了较好的充填效果。     

膏体—地聚物协同效应的铀尾矿井下充填处置体系构建

铀尾矿井下充填处置是铀矿“协同开采”理念的重要技术支撑，但铀尾矿复杂的物理化学性质影响了胶结充填体的固结固化特性，进而制约了铀尾矿骨料胶结充填技术的应用。基于膏体和地聚物特性的协 同效应，针对铀尾矿地表堆置和常规井下充填处置存在的问题，提出了基于地聚物分割包裹—膏体稳固协同固化的铀尾矿井下充填设想。铀尾矿井下胶结充填体的技术指标包括机械强度、化学稳定、抗浸出性、氡析 出率和增容特性，物料组成包括铀尾矿骨料、地聚物基材、矿黏合剂、外加剂、功能矿物和水等，制备与充填过程的关键工艺为铀尾矿颗粒级配重构、充填材料多元复配以及充填质量的原位监测与动态调整技术。以 某铀尾矿库尾砂、复配冶炼矿渣等材料为研究对象进行了验证试验，当水固比为0.25、灰砂比为1:4时，充填体试件在（20±1）℃、湿度≥95%条件下养护28 d后，试件的最大单轴抗压强度为17.65 MPa，表明基于地 聚物的铀尾矿膏体充填体制备具备可行性。该充填体系的构建对于促进膏体充填技术在低或极低放射性固体废弃物处置领域的应用具有一定的意义。     

废石尾砂胶结充填工艺模型试验研究*

为深入解决制约废石尾砂胶结充填工艺发展的关键技术问题,探究废石尾砂胶结充填料浆沉积及堆存规律,设计了废石尾砂胶结充填工艺模型试验装置,依据采矿工艺、充填工艺原则及工程布置要求,制定了废石尾砂胶结充填模型试验方案,运用形态测量及充填体横剖切割揭露等手段进行充填体模型质量评价,并确定了最佳充填工艺。 研究表明,无论是废石均匀铺设还是废石锥形堆放下料方式,废石料与尾砂胶结料浆同步下料时,充填体胶结效果最佳;选择最适宜的充填工艺技术不仅能有效提高废石尾砂胶结充填体强度,而且能减少水泥用量,节约充填成本,同时试验结果也为试验矿山井下充填工艺优化提供了科学依据。     

某矿充填工艺选择和充填能力计算

为解决某矿选矿尾砂的流向和井下空区充填材料的来源问题,该矿设计以选厂尾砂作为充填骨料,采用添加粉煤灰、普通水泥进行全尾砂胶结充填工艺,通过充填能力计算,确定了充填料制备能力。     

马头尾矿用于胶结充填材料的试验研究

为研究马头尾矿用于胶结充填井下空区的可行性,测量和分析了马头尾矿的基础物理参数和化学组成,并制备不同配比的充填试块。分别测定养护龄期为7d、14d和28d的单轴抗压强度,分析充填试块抗压强度随料浆浓度、砂灰比和养护时间三因素的变化趋势。试验结果为:通过改进尾颗粒分布,能够实现尾矿充填,建议矿山采用膏体充填。     

细粒铁尾矿胶结充填体性能试验研究

对金山店铁矿全尾矿进行胶结充填试验,试验采用以工业粉状废料配制的无水泥固结剂L为胶凝材料,细粒铁尾矿为充填骨料。结果表明,与325水泥相比,胶凝材料用量相同时,胶结体单轴抗压强度增加84%以上。此外,考察了三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、水玻璃、硫酸钠5种激发剂单掺、复掺时对胶结体抗压强度的影响。结果表明,单掺三乙醇胺的技术经济指标最好,当三乙醇胺掺加量为固结剂的0.05%时,胶结体7d抗压强度增加20%左右。当灰砂比为1∶5.5,三乙醇胺掺加量为固结剂的0.05%时,胶结体7d抗压强度达到1.65 MPa,成本约为33.64元/t尾矿,为细粒铁尾矿井下充填提供了经济适用的技术。     

高阶段胶结充填体强度的变化规律

根据企业降本增效要求,矿山使用的充填胶结材料由原来的P.C32.5标号水泥改为新型胶结材料--胶固粉。按照设计要求的充填配比,发现地表实验室料浆试块和井下充填体取芯的强度存在很大差异。在-400 m中段的14-1#和10-3#充填采场中,提取不同深度的地表实验室和井下充填体的岩芯,分析2种胶结材料在不同养护条件下所对应的强度变化规律。对于水泥充填的采场,充填体取芯的强度要比实验室试块的强度高1.8 MPa以上;对于胶固粉充填的采场,灰砂比分别为1∶4、1∶5、1∶6时充填体取芯的强度要比实验室试块强度高2.0、1.35和0.7 MPa以上,且随着充填灰砂比的降低而降低。研究结果为进一步优化充填灰砂比提供了可靠的依据,进而可减少充填材料的消耗,降低充填成本。     

粘结性添加剂对分级尾矿充填料水力输送的影响

在某些地下采矿场支护作业中,胶结充填比普通分级尾矿水力充填优越,因为胶结充填泄出的水较少,而且早硬强度高。关于粘结性添加剂对充填料管道输送系统的影响。至今还未深入研究过。本文考察研究了粘结性添加剂对分级尾矿充填料水力输送性能的影响。     

似膏体充填工艺在锡矿山锑矿采选厂的应用

锡矿山锑矿采选厂浅部中段残矿分布较广,充填高差较小且输送距离较远,原块石胶结充填系统的料浆采用自流输送,输送质量浓度低,采场脱水量大,充填密闭工作繁重,充填体不能充分接顶。为满足残矿安全回采要求,推广应用了似膏体充填工艺。该充填工艺采用水泥、粉煤灰、分级尾矿、水制成尾矿似膏体,采用内径为100mm的无缝钢管,使用柱塞泵高浓度输送至采场充填。结果表明,充填料浆输送质量浓度达到了74%～76%,充填料浆成本为62.18元/m3,充填体抗压强度1.5MPa,充填可充分接顶,满足了高分段回采工艺以及残矿安全回采的要求。     

全砂土固结充填材料的性能研究

对全砂土固结充填材料的性能进行了试验研究。结果表明：全砂土固结充填材料的强度标号达到525^#普通水泥标准,抗折抗压比高于425^#普通水泥。在充填料配比相同的条件下,全砂土固结体的强度是水泥胶结体强度的3－4倍,与普通水泥的水化产物相比,全砂土固结充填材料的水化产物有更多的钙矶石晶体和无定形物质。在相同的碳化条件下,全砂土固结体的残余强度是水泥胶结体残余强度的1．5倍。图4,表6,参4。     

赤泥浆体泵送胶结充填采矿法研究

我院与山东铝业公司共同进行的赤泥浆体泵送胶结充填采矿新技术、新工艺研究，开创了无水泥胶结充填的先例，成功地解决了湖田铝土矿的采矿方法难题，避免了地表陷落，保护了自然环境。同时大幅度降低了充填成本，从根本上解决了充填对井下巷道的污染，为山东铝业公司工业废料的利用开辟了新的途径。本文简要介绍了赤泥浆体胶结充填材料的特性、充填料制备及泵压输送工艺、倾斜分条充填采矿法工业试验及效果。     

全尾砂新型充填胶凝材料在月山铜矿的应用研究

根据月山铜矿的充填胶凝材料选择和充填料配比参数设计,开展了全尾砂新型胶凝材料胶结充填体和水泥胶结充填体的强度对比试验。通过研究全尾砂的基本物理力学特性,并在此基础上采用全面试验法测试了不同灰砂比、不同料浆浓度全尾砂充填体试块单轴抗压强度。结果表明:该铜矿全尾砂的中值粒径为d50=0.0426mm,大于0.074mm的尾砂占36.8%,全尾砂颗粒细;灰砂比1∶6、浓度70%、28d养护龄期的水泥胶结试块抗压强度为1.32MPa,而相同条件下新型胶凝材料胶结试块抗压强度是水泥胶结试块的3.53倍即4.66 MPa。因此,提出了适合矿山的胶结充填参数:推荐充填料浆浓度68%~70%,新型胶凝材料与全尾砂之比为1∶6~1∶8进行工业充填试验。工业试验结果表明,1#和2#钻孔充填体试样强度均能够满足月山铜矿对充填技术和充填质量的要求,且强度仍有富余,建议矿山进一步优化充填料配比,减少胶凝材料用量,从而节约充填成本。     

山东某金矿细粒尾矿胶结性能试验#br#

为了解决山东某金矿细粒级尾矿难处理、难利用的问题，采用单因素试验对新型胶固粉的配比、尾矿浓度和灰砂比进行了研究。通过对胶结充填体的强度分析，得出了自制新型胶固粉最佳配比为60∶30∶10（矿渣∶熟料∶脱硫石膏）。使用自制新型胶固粉，在尾矿浓度为72%、灰砂比为1∶10时，28 d胶结充填体抗压强度为5.30 MPa，满足下向进路充填采矿法假顶28 d强度（≥4 MPa）的要求；在灰砂比为1∶20的条件下，28 d胶结充填体抗压强度为1.82 MPa，可以满足上向充填采矿法和下向进路充填采矿法假顶以外的充填体28 d强度（≥1 MPa）的要求。相同浓度、相同灰砂比条件下，采用自制新型胶固粉的胶结充填体抗压强度高于42.5普通硅酸盐水泥184%，成本较42.5普通硅酸盐水泥降低28.8%，效果效益显著。     

超细尾砂胶结充填材料的研究与应用

目前国内不少矿山为了提高精矿回收率,磨矿细度越来越细,给超细尾砂的处置带来一系列新问题。为解决超细尾砂充填体性能差的问题,研究了一种超细尾砂胶结充填材料替代传统水泥用于井下充填,不仅解决水泥充填中存在的许多问题,同时满足了矿山企业对高性能充填材料的需求,降低了充填成本,提高了尾矿的利用率,具有良好的经济效益和社会效益。     

废石尾砂胶结充填工艺模型试验及在安庆铜矿的应用

设计废石尾砂胶结充填工艺模型试验装置,依据采矿工艺、充填工艺原则及工程布置要求,制定废石尾砂胶结充填模型试验方案,运用形态测量及充填体横剖切割揭露等手段进行充填体模型质量评价,确定最佳充填工艺。结果表明,无论是废石均匀铺设还是废石锥形堆放下料方式,废石料与尾砂胶结料浆同步下料时,充填体胶结效果最佳。选择最适宜的充填工艺不仅能有效提高废石尾砂胶结充填体强度,而且能减少水泥用量,节约充填成本。     

高浓度胶结充填体强度影响因素试验研究

为得到煤矿高浓度胶结充填材料的合理配比,以水泥、粉煤灰、料浆浓度、养护时间为变化参数,采用正交试验法研究了不同养护龄期、水泥含量、粉煤灰含量和料浆浓度下四因素对胶结充填体强度的影响,以及不同水泥含量、粉煤灰含量和料浆浓度下三因素对胶结充填体坍落度的影响。结果表明:养护龄期对充填抗压强度影响最大,最不敏感的是粉煤灰含量;水泥含量对充填体坍落度的影响最大,最不敏感的是料浆浓度。同时表明运用正交试验优化胶结充填体强度的最佳条件,即水泥含量10%、粉煤灰含量20%、料浆浓度80%、养护时间为28 d,其单轴抗压强度为4.68 MPa,坍落度为243 mm,能够满足充填开采的要求。     

镁水泥与钾石盐尾矿胶结充填材料试验研究

针对钾石盐矿实现无发废开采的尾矿处理问题进行了研究,通过实验室镁水泥与钾石盐尾矿胶结强度试验,给出了满足嗣后充填和上向分层充填采矿法充填体强度的镁水泥添加量,并通过SEM研究镁水泥在钾石盐尾矿充填中的胶凝机理。     

煤矿高浓度胶结充填料浆管道输送特性研究

将粉煤灰、煤矸石、水泥、水四种材料按不同比例混合,通过加入适量添加剂,经搅拌机充分搅拌而形成高浓度胶结充填材料。以输送阻力系数作为考察指标,分析了不同材料配比、不同料浆浓度时高浓度胶结充填材料浆体的流变特性,以期为得出充填料浆的最佳配比提供参考。     

新型充填胶结料C料在前河金矿的应用

在胶结充填中,胶结材料是决定充填体强度和成本的关键因素.前河金矿葚沟矿区采用下向胶结充填采矿法进行回采,原设计采用水泥作为充填材料,存在成本高、早期强度低等问题,严重影响了矿山的回采效率.通过调研,选用新型胶结料C料为胶结材料,通过室内充填配比试验和现场工业试验,验证了C料+全尾砂充填在前河金矿的可用性.实践应用表明,该方法可降低年充填成本170万元左右,提升了作业效率及安全性,在同类矿山中具有一定的推广价值.