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。     

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。     

极细高硫尾砂胶结充填料配比优化实验研究

根据巴基斯坦杜达铅锌矿充填系统运行存在的问题,围绕戈壁集料含土量增大和供应不足的矛盾,以充填体强度满足采矿工艺要求为基本条件,以进一步降低充填成本作为优化方向,分别开展添加粉煤灰、废石破碎料替代戈壁集料、增加尾砂使用量以及低灰砂比实验。实验表明,废石破碎料替代戈壁集料可满足充填强度要求;添加粉煤灰和降低灰砂比在特定条件的采场可用,可降低充填成本;增加尾砂使用量的同时通过添加外加剂以及微细矿渣粉替代部分水泥的方式可满足充填强度要求。综合杜达铅锌矿现场实际情况,采用提高尾砂用量并添加外加剂的方式为充填料配比优化的最佳方案。     

全粒级破碎废石膏体胶结充填工艺研究

由于全尾砂含有氰化物,从环保角度考虑采用开采废石作为充填主要材料,以此设计了山阳秦鼎公司III号矿体充填系统,并结合现场条件开展了全粒级破碎废石膏体胶结充填工艺研究。该工艺主要先将井下废石用锤式破碎机破碎至3个粒级,按配比对全粒级废石与水泥进行混合搅拌配制浆体,然后卸料到高浓度搅拌槽,再进行更充分的搅拌后,由充填泵加压泵送至指定采空区进行充填,从而解决废石排放问题,降低了矿石的损失贫化,提高了矿山生产经济效益,并对生态环境和周边地表建筑起到了保护作用。     

废石胶结充填相似模拟试验及其强度异质分布

针对中厚矿体废石胶结充填体强度异质分布问题，以废石、水泥、水为充填材料，开展废石胶结充填配比试验及相似模拟试验，结合曲面响应法分析不同区域充填体强度的空间分布特征，并应用于实际工程。结果表明，当最佳配比中水灰比为3∶2,灰废比为1∶10时，充填体试块28 d强度为2.2 MPa;相似模型内呈现充填体强度四周高、中间低的非均质现象，采场两帮形成高强度的“充填体外壳”并提高了充填体的整体性。此外，基于相似模拟试验开展直淋式废石胶结充填工艺研究与应用，发现-150 mm全粒级废石+水泥浆直淋式废石胶结充填适用于破碎中厚矿体的安全开采。     

矿山废石全尾砂充填研究现状与发展趋势

矿产资源开发过程中产生的废石、尾砂和冶炼渣,等占我国工业固体废料排放量的85％左右.大量矿山固体废料堆放地表,易造成严重污染,诱发泥石流、尾矿溃坝事故.固体废料充填工艺是解决矿山废尾排放的最有效途径.本文介绍了低浓度分级尾砂充填、全尾砂高浓度充填、膏体似膏体充填、块石胶结充填工艺的研究与应用现状,并分析了矿山废石全尾砂充填技术的研究与发展方向.     

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。     

阿舍勒铜矿充填材料试验研究

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。试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,添加的废石有一定的泥化、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。     

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。     

废石尾砂胶结充填力学研究进展

废石尾砂胶结充填技术以它可以处理消纳井下矿坑废石,且无污染,进一步实现废石不出坑胶结充填的技术优势,而被地下开采矿山广泛的接受和应用.本文对充填技术的发展进行了总结,并着重阐述了胶结充填体的力学作用原理、胶结充填材料研究及充填体强度影响因素研究,探讨了比较经典的充填强度理论和国外的废石尾砂胶结充填试验探索.     

废石尾砂充填结构体应力分布与覆岩变形移动规律研究

废石尾砂交替充填采场由废石和尾砂构成的充填结构体支撑采场顶板,其承载特性无法简单地由某一种材料的变形和强度参数描述,为了探究该充填结构体的应力分布与覆岩变形移动规律,利用大尺寸相似模拟装置对典型缓倾斜薄矿床废石尾砂交替充填开采过程进行模拟,采集、处理并分析采场顶板应力、未采矿岩应力、地表沉降、充填体承载情况和安全系数等指标的演化特征,在此基础上分析了废石尾砂充填结构体的承载和稳定状态。结果表明:废石尾砂充填结构体中由废石充填体承载采区顶板施加的大部分荷载,而尾砂充填体未充分发挥其承载作用,充填效率不高;借鉴高应力巷道柔性支护有效调动围岩自承载能力的理念提出了基于柔性接顶的应力协调思路,即利用弹性模量低于废石充填体的柔性材料前期收缩变形释放顶板一部分压力,调动矿岩和尾砂充填体承载能力并对废石充填体进行卸压。该思路有助于改善废石尾砂充填结构体的不均匀承载状态,提高采场整体安全性和充填效率。     

东塘子铅锌矿碎石胶结充填配合比优化研究

为了提高陕西东塘子铅锌矿矿石回采率并解决地表废石场问题,提出了碎石胶结充填采矿工艺,并开展了一系列室内充填配比优化研究。研究结果表明,浆体的塌落度存在临界点,在料浆浓度为84%之前和之后塌落度降低率分别为11.37%和52.53%(水泥∶粉煤灰∶碎石为1∶1∶16);添加剂可明显提高充填体强度,A2配比时7d和28d强度可分别提高28.78%、71.29%;充填体强度随养护时间呈对数增长;根据充填体强度和输送性能的要求,推荐矿山充填料浆浓度为82%～84%,对应塌落度为25～29cm,胶面充填采用A2配比,普通充填可采用A3、B3和D2配比,对应的7d强度分别大于1.2MPa和0.5MPa。     

破碎废石膏体充填材料性能试验研究

山阳秦鼎公司Ⅱ号矿体设计充填系统方案时,考虑到全尾砂含有氰化物,从环保和安全角度出发采用废石作为主要充填材料,并以此结合现场条件开展了以破碎废石为骨料的膏体充填材料性能试验研究。从不同配比的充填料浆下分别进行了塌落度试验、凝结时间试验和泌水率试验,最后结合充填试块的强度试验,为废石膏体胶结充填系统设计、设备选型和充填采矿法的实施提供了数据支持。     

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。     

废石尾砂胶结充填技术

介绍了废石尾砂胶结充填技术以其可以处理消纳井下矿坑废石、无污染,进一步实现废石不出坑胶结充填的技术优势,而被地下开采矿山广泛的接受和应用的现状,对充填技术的发展进行了总结,并着重侧重阐述了胶结充填材料研究及充填体强度影响因素研究,探讨了比较经典的充填强度理论和国外的废石尾砂胶结充填试验.     

废石尾砂胶结充填技术

介绍了废石尾砂胶结充填技术以其可以处理消纳井下矿坑废石、无污染,进一步实现废石不出坑胶结充填的技术优势,而被地下开采矿山广泛的接受和应用的现状,对充填技术的发展进行了总结,并着重侧重阐述了胶结充填材料研究及充填体强度影响因素研究,探讨了比较经典的充填强度理论和国外的废石尾砂胶结充填试验。     

废石胶结充填体配比优化及与围岩合理匹配研究

为研究废石胶结充填体的孔隙特征和强度变化规律，对不同灰砂比和不同废石粒径比的废石胶结充填体进行了核磁共振和单轴压缩试验，基于能量释放与耗散原理，将室内废石胶结充填配比试验与贵州长田簸箕田1^#矿实际开采情况相结合，分析废石胶结充填体与围岩的匹配程度。结果表明，充填体灰砂比大于1∶3时，充填体的孔径分布和孔隙度对废石粒径比不敏感，灰砂比小于1∶3时，充填体的孔径分布和孔隙度受废石粒径比作用显著；随着灰砂比的减小，充填体的单轴抗压强度呈先增大后减小的趋势，废石胶结充填体灰砂比为1∶2时，其单轴抗压强度达到最高值；在相同灰砂比的充填体中，废石粒径比3∶2为最优配比。基于上述试验结果，通过充填体损伤理论对充填体的变形能进行进一步分析计算，并结合贵州长田簸箕田1^#矿围岩开挖实际情况，将试验中第9组废石胶结充填体(灰砂比为1∶3,废石粒径比为3∶2)应用到该矿最合理。     

废石尾砂胶结充填材料流动与强度性能的研究

为了解决极细全尾砂作为充填骨料制备充填料浆脱水困难、充填体强度偏低的问题,通过开展废石尾砂胶结充填试验,改善充填骨料粒级组成,研究废石掺量对充填料浆流动性能及充填体强度的影响规律。结果表明:相比较全尾砂胶结充填,掺入废石可以显著改善充填料浆的流动性能,提高充填料浆的输送浓度;在相同灰砂比和浓度情况下,废石尾砂胶结充填体强度高于全尾砂胶结充填体。因此,废石尾砂胶结充填体可以降低灰砂比,减少水泥用量,消纳地表废石。在云南金厂河矿山开展工业试验,确定了充填参数为浓度80%、灰砂比1∶8、废石掺量60%,原位取芯平均抗压强度为3.36MPa,满足采场充填体强度设计要求。     

基德克里克矿业公司废石胶结充填及其质量控制

基德克里克矿业公司的废石胶结充填量约为１万ｔ／ｄ。所用废石胶结充填料由不同级配的分级集料和不同配比的胶结剂混制而成。技术特性经严格控制的废石胶结充填料可用于矿柱的后继回采。并可改善岩层的被动－主动支护。在胶结剂用量相同的条件下，废石胶结充填体比水砂胶结充填体的抗压强度，弹性模量，粘聚力和摩擦角要大许多。基德克里克公司设计的废石胶结充填料不仅要承受上部充填体的重力负荷，而且也要在一定程度上承受相邻采     

废石胶结充填体强度特性及其应用研究

宝山矿西部2#矿体为深部难采矿体,采用废石胶结充填法回采.为确保其回采的安全,采用RMT-150B岩石力学试验机,对7种配比的废石胶结充填体在不同龄期的抗压强度进行了测试,利用龄期为28 d的废石胶结充填体的力学参数对试验采场进行了充填法回采的FLAC3D模拟,根据模拟结果选用C组配比的废石胶结充填体对该矿试验采场进行了充填,同时还对其进行了应力测试.研究结果表明:水灰比和灰砂比是控制废石胶结充填体抗压强度的关键因素;龄期为28 d的C组废石胶结充填体的抗压强度大于2 MPa;采空区围岩的最大主应力和竖向最大位移随废石胶结充填体强度的增加而减小,而最小主应力则与之相反;选用C组配比的废石胶结充填体的试验采场的应力测试结果与模拟结果吻合良好,能有效地控制该试验采场深部开采的地压.