松软砂岩型铀矿床相似材料配比试验研究

针对松软砂岩型铀矿床在常规开采过程中存在巷道稳定性差、难以成型的问题，开展巷道开挖支护相似材料配比试验。以细砂、重晶石粉、膨润土、425普通硅酸盐水泥为原料，采用正交试验方法，获得了不同配比条件下相似材料的单轴抗压强度、密度、单轴抗拉强度等物理力学参数。研究表明，与矿岩物理力学参数接近的相似材料配比为：灰砂质量比为1∶8,m(重晶石粉)∶m(砂)为20%,m(膨润土)∶m(砂)为8%,细砂粒径-2.00 mm;得到的相似材料的关键指标(密度、单轴抗压强度和单轴抗拉强度)与矿岩比较接近，误差均在7%之内。相似材料配比试验结果能够满足相似模拟试验要求，研制的松软砂岩相似材料可为开展巷道开挖与支护相似模拟试验提供参考。     

基于正交设计的模型试验相似材料的配比试验研究

在前人相似材料研究的基础上,应用正交设计方法,以（铁粉+重晶石粉）/骨料、铁粉/（铁粉+重晶石粉）、黏结剂浓度、石膏含量为4个因素,每个因素设置5个水平,设计了25组材料配比方案,进行了称重、单轴压缩、劈裂和直剪试验,获得了不同配比相似材料的密度、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力等物理力学性质指标。试验结果表明：不同配比相似材料的物理力学参数分布的范围较大,能够满足不同性质岩体模型试验对岩体相似材料的要求;采用极差分析法分析了各因素的敏感性,发现（铁粉+重晶石粉）/骨料对试件密度、内摩擦角起主要控制作用,黏结剂浓度对试件的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、黏聚力起主要控制作用;并作出了各因素对相似材料物理力学参数影响的直观分析图,分析了各因素对相似材料参数的影响规律。     

铁矿床物理模型相似材料正交配比试验

以河砂、碳酸钙、石膏和重晶石为相似材料,应用正交设计方法,以骨料质量与胶结材料质量比、碳酸钙质量与石膏质量比、重晶石粉质量与骨料质量比为控制因素,制定了三因素五水平的试验方案。通过室内力学试验,在获取不同方案的密度、抗压强度、弹性模量等力学指标测试的基础上,分析了力学指标影响因素,得出了相似材料配比与力学指标关系方程。结果表明:重晶石含量对相似材料密度起控制作用;抗压强度力学指标主控因素是骨料质量与胶结材料质量比;相似材料的弹性模量力学指标受骨料质量与胶结材料质量比影响最大,其次为重晶石含量,受碳酸钙质量与石膏质量比影响最小。采用MATLAB程序进行多元线形回归得出,相似材料配比与力学指标关系方程可用于相似材料模型试验配比的确定。     

泥岩相似材料力学性能影响因素的试验研究

为了分析成型压力、压实速率、重复搅拌次数对泥岩相似材料力学性能的影响,选取相似模型试验中常用的石膏作为胶结材料,黄沙、石英砂及重晶石粉作为骨料制成相似材料试件,进行单轴压缩试验、巴西劈裂试验,得到试件的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量。结果表明:成型压力由2.0MPa增加至4.0MPa,材料的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量分别增加49.9%、54.4%、88.6%;压实速率由0.5mm/min增加至4.0mm/min,材料的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量分别增加22.9%、89.6%、32.5%;重复搅拌次数由1次增加至9次,材料的单轴抗压强度、抗拉强度及弹性模量分别减小31.6%、22.2%、43.2%。这些研究成果对提高模型试验精度、指导模型试验的操作具有一定意义。     

基于响应面法的页岩相似材料配比试验研究

为高效选取页岩相似材料配比,使用水泥和石膏为胶结材料,河砂和重晶石粉为骨料配制页岩相似材料,采用响应面法进行试验设计及数据分析,以砂胶比(骨料质量/胶结材料质量)、水泥含量(水泥质量/胶结材料质量)、重晶石含量(重晶石粉质量/骨料质量)3个因素作为控制因素,以密度、单轴抗压强度和弹性模量作为目标响应,分别建立了相似材料密度、单轴抗压强度、弹性模量与各配比因素间的多元非线性回归模型。对因素进行了方差分析和响应面分析,研究表明,砂胶比、水泥含量、重晶石含量对相似材料密度、单轴抗压强度、弹性模量均有显著影响,且砂胶比和水泥含量对密度、单轴抗压强度、弹性模量有显著的交互影响,砂胶比和重晶石含量对密度有显著的交互影响,水泥含量和重晶石含量对单轴抗压强度、弹性模量有显著的交互影响。确定了用于页岩相似材料配比的经验方程,并进行了试验验证。研究证明,响应面法在相似材料配比试验应用中具有较好的适用性和有效性。     

多因素影响下石膏-石英砂类相似材料强度特性变化规律研究

以石膏-石英砂类相似材料为研究对象,采用室内实验分析了7种因素对该类相似材料强度指标的影响规律。结果表明,养护温度和材料密度与材料强度指标呈正相关,养护湿度、砂胶比、灰膏比、细粒级石英砂含量、含水量等与材料强度指标呈负相关。计算了不同影响因素的敏感度指标,其中材料强度对养护温度的敏感性仅4.5%,而对砂胶比的敏感性达到了104.9%。对于单轴抗压强度,温度、含水量、密度、湿度、灰膏比、细粒级石英砂含量和砂胶比的敏感度依次增大; 对于抗拉强度,砂胶比、灰膏比、密度、湿度、含水量、细粒级石英砂含量和温度的敏感度依次降低。     

基于正交实验的相似材料配比实验研究

应用正交设计方法,以骨料/石英砂、胶凝材料/石膏与大白粉以及水量为3个因素,每个因素设置5个水平。设计了15组材料配比方案,进行了称重、单轴压缩、劈裂实验,获得了不同配比相似材料的密度、抗压强度、抗拉强度等物理力学性质指标。     

基于不同残余含水率的相似材料力学特性研究

相似材料力学特性与原始岩石力学特性的相似度对相似模拟试验成功与否起到关键性作用。为提高试验精度,以葫芦素煤矿岩层特性为工程背景,采用实验室试验、理论分析及现场调研等方法,研究了以河砂和重晶石粉为骨料、水泥和石膏为胶结材料的相似材料不同残余含水率配比试验效果。结果表明:各因素对相似材料力学性质的综合影响大小依次为:残余含水率重晶石粉含量砂胶比水膏比;当残余含水率由0%增大到4%时,相似材料的单轴抗压强度和弹性模量分别降低了49.5%和53.3%,泊松比增加了54.8%;根据工程应用验证,线性回归方程的计算值与试验值相似度范围为86.3%～94.8%。该研究成果可为提高相似材料试验精度提供有效的参考。     

相似材料配比量化确定方法的研究

基于相似模拟试验对地质研究的重要性,以石英砂、石灰和石膏为配比原料,通过正交设计与极差分析结合的方法,以砂胶比、灰膏比、养护天数作为控制因素,研究了各个因素对相似材料力学参数敏感性影响。结果表明:砂胶比对材料密度的影响要大于灰膏比对密度的影响;抗压强度随着砂胶比增大会显著降低,随着灰膏比增大会缓慢降低,养护天数对抗压强度的影响则介于两者之间,且随着时间增加强度趋于稳定。通过对试验结果进行多元线性回归分析,确定相似配比材料试验方程,并以养护天数对大致确定的配比材料进行调整,做出最合理的相似材料。     

基于特征分离原则的大比例砂土类缩尺模型相似材料配比研究

为了获得砂土类大比例缩尺模型相似材料配比,选取福建厦蓉高速漳州段原型砂土作为骨料,石英砂、滑石粉为填充材料,膨润土为添加剂。基于特征分离原则及正交设计方法,进行了3因素5水平共25组固结压缩和直接剪切试验,得到了不同配比相似材料的力学参数值。结果表明:1)基于特征分离原则的试验配比基本能满足大比例模型试验对砂土类相似材料的要求。2)砂土和滑石粉含量与砂土、石英砂和滑石粉总重的比值对材料黏聚力和内摩擦角起主要控制作用,而滑石粉含量与砂土和滑石粉总重的比值对材料的压缩模量起主要控制作用。3)当滑石粉的含量分别占砂土和滑石粉总含量的4%和6%时,对黏聚力和压缩模量的影响均达到峰值;而掺入膨润土可以降低压缩模量,当膨润土掺量为3%时,黏聚力达到最小值;添加石英砂可以降低内摩擦角,而对其他指标影响呈现无规律波动。成果可为其他砂土类大比例缩尺模型相似材料的配制提供参考。     

无机填料对制动摩擦材料摩擦磨损性能的影响

通过实验,研究了重晶石、蛭石和泡沫铁粉三种常用填料对制动摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:三种填料的含量变化对材料摩擦系数影响不大,但对磨损率有一定的影响;重晶石在高温区时(250~300℃)磨损率稳定,蛭石磨损率较低,而泡沫铁粉的磨损率相对较大。     

高活性重晶石粉体制备研究

采用行星磨对重晶石粗精矿进行超细磨矿,研究了磨矿方式、磨矿时间、矿浆质量分数等因素对重晶石粉体性能的影响。结果表明,在矿浆质量分数为55%、磨矿时间为2 h、磨矿桶体转速为825 r/min的条件下,可得到平均粒径小于5μm、比表面积为4000~10000 cm2/g、白度为69.26%的超微细重晶石粉体。重晶石粉体经进一步精制后,重晶石纯度提高,白度达到92.0%,BaSO4含量达到97.20%,主要致色物Fe3+全部去除,其它致色物明显降低,产品为高活性高白度重晶石粉体材料。     

贵州省重晶石矿的矿物学特征及开发利用建议

贵州素有"重晶石之乡"的美誉,重晶石矿探明资源储量高达1.24亿t,占全国重晶石探明资源储量的34%,居我国首位。对贵州省重晶石矿的矿物组成、化学成分、白度、硬度、密度、热学性能和耐酸碱性能等进行了研究,探讨了各地区重晶石矿的开发利用途径。结果表明,贵州省镇宁县、天柱县、麻江县、凯里市四处的重晶石矿样品中,BaSO₄含量均在80%以上,矿石中的主要脉石矿物为石英、白云石、方解石等,其中,麻江县和凯里市重晶石矿白度高,酸浸—焙烧后用作精细重晶石粉和化工相关行业;麻江县重晶石矿密度大,可作为钻井用重晶石;天柱县重晶石矿纯度最高,杂质最少,可直接用于化工相关行业;镇宁县重晶石矿样品中SiO₂较高,需除硅后再考虑其工业应用。      

青海省黑柱山地区地球化学特征及找矿潜力分析

The Heizhushan Area is located in the Eastern Kunlun Qimantag-Dulan Hualixi period iron,cobalt,copper,lead,zinc,tin,wollastonite（antimony,bismuth） metallogenic belt（Ⅲ₁₁）-Ulan-Uzhuer The copper（tin） metallogenic sub-zone（Ⅳ₁₅） of the Valixian period,and has superior metallogenic geological conditions.In order to better guide the regional prospecting work and delineate the prospecting prediction target area,this study carried out a 1:25 000 river sediment measurement in the Heizhushan Area,and used factor analysis and R-type cluster analysis to analyze the test results.Based on the analysis,7 comprehensive anomalies have been delineated based on the mineralization geological characteristics of the study area,of which AS2 and AS4 are relatively strong.Through the abnormality verification of the AS4 and AS2 abnormal areas,a lead-zinc-silver barite ore body and a quartz barite vein were discovered.Combining the regional tectonic background,mineralization conditions,resource potential and other factors,it is believed that the AS2 and AS4 anomalous areas delineated by river sediment measurement have good prospecting prospects.Among them,the discovery of quartz barite veins in the abnormal area of AS2 provides a new prospecting direction for the research area to find the low-temperature hydrothermal quartz barite deposits in micro-cracks.     

山西灵丘低硅铁尾矿制备加气混凝土的试验研究

以低硅铁尾矿作为主要原料,铝粉作为发气剂,成功制备出了符合GB/T 11968-2006的A3.5,B06级加气混凝土制品。考虑最大限度使用铁尾矿的情况下,铁尾矿、硅砂、石灰、水泥和脱硫石膏的最优化配合比(质量比)为40∶20∶25∶10∶5,铝粉加入量为0.057%,水料比为0.57,静停养护温度为70 ℃,加气混凝土制品的抗压强度达到4.11 MPa,此时体积密度为590 kg/m 3 ,比强度为6.97 MPa。由X射线衍射测试分析可知,成品中主要的矿物成分为托贝莫来石,此外还有硬石膏和残留的石英等。扫描电镜和能谱分析结果显示,成品中形成了CSH和托贝莫来石相互交织的网状结构,有效的提高了加气混凝土的强度。     

国内高纯石英砂选矿与深加工研究现状

高纯石英砂是高档石英制品的原材料,是硅产业高端产品的物质基础,其广泛运用于光伏、电子信息、电光源和光通讯等行业,在新材料新能源等战略性新兴产业中具有重要地位和作用。本文阐述了近几年国内高纯石英砂的应用现状及主要的提纯石英砂的选矿工艺,综合评述了深加工领域中石英砂向高纯度、低结晶度、低放射性、球形化等方向发展的趋势,阐明了石英砂提纯及深加工技术对科技发展的重要性。     

硬脂酸-钛酸酯偶联剂复合改性天然重晶石研究

采用湿式机械力化学法,以硬脂酸和钛酸酯偶联剂为复合改性剂对贵州产天然重晶石进行改性。考察了球磨时间、球磨转速、球料质量比、复合改性剂用量及改性剂质量配比对重晶石改性效果的影响。通过FTIR、XRD、SEM、TEM、TG对改性前后重晶石的物相结构、形貌特征和包覆情况进行了研究。结果表明,经过单因素试验得到最佳工艺条件为:球磨时间为2 h、球磨转速为800 r/min、球料质量比（介质球/重晶石）为4 GA6FA 1、复合改性剂用量为2%、改性剂质量配比（硬脂酸/钛酸酯偶联剂）为2 GA6FA 1。改性后改性剂成功地化学键合在重晶石表面。与未改性重晶石相比,改性重晶石的平均粒径减小,分散性增强,晶体结构未发生明显的变化。改性后重晶石的接触角从39.07°增大到150.95°,固体表面自由能从18.62 mJ/m2变化到0.72 mJ/m2,改性后重晶石具有较好的超疏水性,可作为制备超疏水涂层材料的原料。