铜山铜矿尾砂胶结充填试验研究

针对铜山铜矿可利用的充填材料，通过正交试验和线性回归，分析影响充填体强度的因素及其数学关系式。结果表明，铜山铜矿分级尾砂和江砂可以作为充填骨料与425#普通硅酸盐水泥进行胶结充填。影响充填体抗压强度的因素有充填砂浆浓度、料灰比、江砂尾砂比及尾砂含硫量。其中砂浆浓度及料灰比对充填体各龄期强度都有影响，而尾砂含硫量对充填体90d抗压强度有显著影响。砂浆浓度≥70％，料灰比≤8：1，尾砂含硫量≤5．14％，则尾胶试块抗压强度≥1．61MPa。     

尾砂胶结充填体强度影响因素正交分析

大尹格庄金矿2#矿深部矿体采用尾砂胶结充填采矿法回采,为了确定合适的配合比,对不同尾砂的充填体试块进行单轴抗压强度试验,得到不同养护条件下充填体试块的单轴抗压强度,从而得出料浆浓度、灰砂比、养护龄期对充填体试块强度的影响规律。通过正交分析确定了充填体试块强度的主要影响因素。试验研究结论可靠,为大尹格庄金矿充填采矿法的实施提供了依据,同时也对其他矿山充填设计具有一定的指导和参考作用。     

紫金山新型尾砂胶结充填材料的试验研究

为降低紫金山充填成本,利用矿山废渣制备的新型胶凝材料开展尾砂充填试验。结果表明:分级后的尾砂级配更好,有利于尾砂充填。与水泥尾砂充填结果比较,新型胶固料尾砂充填试块抗压强度明显优于水泥充填试块,28 d抗压强度最高可达水泥的2.4倍。在同等条件下,新型胶固料的充填试块沉缩率(1.62%)小于水泥充填试块沉缩率(5.3%),且新型胶固料与水泥充填料浆的坍落度相近。若采用新型胶固料充填,可选用分级尾砂、矿浆质量分数在74%~76%进行自流充填。     

尾砂级配对充填体强度的影响及优化

尾砂级配是影响充填体力学性质的重要参数,研究级配对充填体强度的影响具有重大现实意义。以A、B和C三种全尾砂为试验材料,通过激光粒度分析仪测得三种全尾砂粒径级配组成,结合全尾砂充填体强度,得到级配与充填体强度之间的关系:C全尾砂级配优于B,A全尾砂级配较差;级配越好,充填体强度越高。借助XRD能谱分析和SEM电镜分析可得,A试块和C试块由于级配不同,导致水化反应初期(3d)A试块钙矾石(针状)明显少于后者,28d报告时C试块团絮状胶凝物黏结更紧密,从而影响了试块的充填体强度,使得级配较优的C试块充填体强度明显高于A试块。通过优化级配的方法对级配较差的全尾砂A进行优化分级,提高了充填体强度。     

矿山充填新型胶凝材料添加量与充填体抗压强度关系研究

工业废渣粉煤灰具有胶凝特性,基于此成功研制出一种用于矿山井下充填的新型胶凝材料。为能够在不同抗压强度要求下快速准确地计算出胶凝材料的添加量,通过进行抗压强度试验,并利用一元线性回归法拟合出不同养护龄期下充填试块抗压强度与胶凝材料添加量之间的数量关系。研究结果表明,研发的新型胶凝材料不仅有效地解决了粉煤灰排放所带来的环境污染问题,同时由于以粉煤灰为主要成分的胶凝材料成本相对低廉,降低了充填成本,使充填采矿法在矿山开采中能得到更广泛的应用。     

粉煤灰-水泥基胶结充填体早期强度及水化机理研究

针对粉煤灰降低胶结充填体早期强度的问题,对不同粉煤灰掺量的充填试块早期强度进行测试,并采用电镜扫描和进行能谱分析,从宏观、微观上研究粉煤灰胶结体早期强度及水化反应.结果表明:粉煤灰掺量会不同程度地降低胶凝充填体早期强度.粉煤灰掺量代替10％的水泥时,胶结体早期强度降幅最大达到48.5％.随着粉煤灰掺量比例提高,充填体试块内部紧密程度降低,针状钙矾石(AFt)不能错落相叉形成网状紧密结构,整体上充填体试块内部孔隙增多,不能组成致密结构,在物化角度说明了粉煤灰-水泥基胶凝充填试块早期强度低的原因,对提高粉煤灰胶结充填材料早期强度具有一定的理论意义.     

通用水泥全尾砂充填体强度的试验研究

为了研究全尾砂充填体试块的强度,使用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和全尾砂制作充填试块,并进行了抗压试验.研究了充填试块强度与水泥种类、龄期、灰砂比和质量浓度之间的关系.试验结果表明:同样条件下,普通水泥充填试块的强度最高,随着龄期增加,强度增长的速率最快,增加质量浓度,强度增大的幅度较小.矿渣水泥充填体的强度次高,强度随龄期增长的速率较快.粉煤灰水泥充填体的强度一般,随着龄期的增加,强度增长的速率较快,在1?4的灰砂比下增加质量浓度,强度增加比例最大.火山灰水泥充填体的强度最低,随着龄期强度增加速率很慢.     

新城金矿尾砂胶结充填体固结性能研究

随着充填工艺的不断完善,充填采矿法在矿山得到了广泛应用,研究充填体的力学性能对防止地表变形具有重要的现实意义。以山东新城金矿充填材料为研究对象,研究了龄期为7d、14d、28d,灰砂比为1∶8、1∶10的充填试块在不同的加载压力等级条件下的压缩变形规律,并对充填试块在不同加载压力下与压缩率之间的关系进行了拟合分析。研究了不同配比的充填试块在固结试验后,不同养护天数条件下的抗压强度变化规律,为矿山充填设计及预防地表变形提供科学依据。     

铜山铜矿充填材料试验研究

针对碎石混凝土处理采空区充填工艺落后的问题,开展了"尾砂胶结充填工艺技术研究",充填材料试验是其中的一项重要内容.试验采用四因素五水平二次回归正交设计,共浇注300个试块,取得了大量的试验数据,确定了充填材料最佳配比,为后续充填工艺提供了科学依据.     

养护条件对于胶结充填强度特性影响研究

某矿山充填系统处于调试阶段,趋于稳定运行后,进行充填试块试验室标准养护及井下采场充填进路养护试验,采用数值拟合的方法分析试块强度与养护时间的对应关系。试验结果表明:采用胶结充填形成最终强度可以满足生产强度要求;养护条件对充填体形成的强度影响较大,标准养护条件下的强度值相对于井下采场养护强度均值较高;充填试块在水环境侵蚀下,强度损伤较高;并提出加强充填质量管理的建议。     

侧限高应力条件下充填体压缩变形规律分析

为了研究充填体在侧限高应力下的变形规律,根据现场调研结果试验室内选取灰砂比为1∶10,浓度为70%的充填体试块进行9级加载蠕变试验,得到每级加载应力下充填体的轴向变形规律。通过对充填体的压缩特性分析,得到了不同加载应力条件下充填体试块的侧限压缩系数和压缩模量;通过压缩变形应变-时间图,对侧限高应力条件下充填体试块的压缩变形机理进行分析,分析结果为新城金矿矿山充填设计及安全生产提供科学依据。     

碱激发矿渣胶结剂对尾砂充填料浆流动性和抗压强度的影响

针对固体浓度、胶结剂含量、激发剂/胶结剂(Al/Bi)比、硅酸钠/氢氧化钠(SS/SH)比对尾砂胶结充填料浆(CPB)流动性和抗压强度的影响进行了试验研究,结果表明:碱激发矿渣基充填料浆流动性和抗压强度均优于水泥基充填料浆。随固体浓度与SS/SH比值增大,碱激发矿渣基充填料浆流动性降低,而提高胶结剂含量与Al/Bi比值,碱激发矿渣基充填料浆流动性得到改善;随着固体浓度和胶结剂含量的增加,充填体试块强度随之增加,但增长速率降低;当Al/Bi比值小于0.3时,随着Al/Bi增大,碱激发矿渣充填体试块强度增加;Al/Bi比值大于0.3时,充填体试块强度呈现下降趋势;SS/SH比值对碱激发矿渣基充填体试块强度的影响则与养护时间有关。     

加载速率对充填体强度特性影响的试验研究

充填体强度是充填采矿技术发展的关键,加载速率变化会对充填体的强度特性产生影响,针对不同灰砂比的充填体试块进行不同加载速率下的单轴抗压强度试验。结果表明：充填体强度随加载速率的增加表现出先上升后下降的现象,存在临界速率使充填体强度最大,低于该临界速率,充填体强度随速率增加而增大,高于该临界速率,试块强度随速率增加反而减小;较快的加载速率限制了充填体内部裂隙和孔隙的发展,降低了其强度弱化效应。同时,较快的加载速率加快了充填体能量的积聚和耗散的过程,缩短了试块进入弹性阶段的时间,并且能使试块在峰前积聚更多的弹性能,更早地达到轴向应力峰值。     

基于正交实验的赤泥-粉煤灰膏体充填材料配比优化

为了解决赤泥、粉煤灰等工业固废的堆放对环境产生的危害,同时降低矿山充填材料的高成本问题,试验采用拜耳法赤泥、粉煤灰制备矿山充填材料。采用正交试验方法以及MATLAB进行线性回归预测和3D可视化模型建立,得出影响赤泥基膏体充填强度及塌落度、泌水率的因素及回归方程。实验结果表明:料浆质量分数是影响塌落度的主要因素,其中58%料浆浓度的塌落度效果最好;赤泥粉煤灰比是影响充填料浆泌水率的主要因素,赤泥粉煤灰比为3∶2可以满足工艺要求;水泥掺量对试块的早期强度影响最大,料浆质量分数次之,赤泥粉煤灰比最小。因此,选择料浆浓度58%、赤泥粉煤灰比3∶2,水泥掺量10%为赤泥粉煤灰膏体充填的最优配比。     

高强度新型胶凝材料在全尾砂胶结充填中的应用研究

为了在满足充填强度的要求下降低充填成本,研制了 一种廉价的新型胶凝材料,并采用单轴抗压强度试验,对比 分析４２．５＃ 普通硅酸盐水泥和新型胶凝材料对尾砂固结特 性的影响.试验结果表明:宝山矿尾砂属于超细尾砂,在灰 砂比、料浆质量分数一定的条件下,新型胶凝材料充填体试 块单轴抗压强度明显高于水泥充填体试块,其中养护龄期为 ７d时,新型胶凝材料充填体试块单轴抗压强度为水泥充填 体试块的３~５倍.因此,采用新型胶凝材料作胶凝剂,更有 利于尾砂的综合利用.     

三山岛金矿盐卤水对胶结充填体早期强度的影响

以往的研究表明,水中盐卤成分较高时,将对尾砂胶结充填体的强度有负面影响,而有时为提高胶结充填体的早期强度,会添加少量的早强剂如硫酸钠、氯化钠等。为了解三山岛金矿盐卤水对尾砂胶结充填体强度的影响,研究了分别拌合盐卤水和普通自来水的尾砂胶结试块和水泥净浆试块的强度,并对2种拌合水的水泥净浆试块进行了XRD分析。结果表明,三山岛金矿的盐卤水可提高尾砂胶结试块和水泥净浆试块的早期强度。其原因是拌合水成分不同,试块内部的水化反应也不同,盐卤水水泥净浆试块中生成的氢氧钙石和C-S-H凝胶更多;对试件强度有负面影响的钙矾石的量虽然也有所增加,但就早期强度而言,C-S-H凝胶和氢氧钙石的积极影响更明显。该盐卤水对尾砂胶结充填体长期强度的影响将有待后期试验研究。     

一种早强减水剂在矿山胶结充填中的试验研究

为了降低矿山充填成本,提高充填体早期强度和改善充填料浆流动性,研制开发了一种早强减水剂。利用某矿山尾砂进行充填料浆强度配比试验及坍落度试验,试验结果表明:在充填料浆中添加早强减水剂后,不同灰砂比的充填料浆坍落度可增加1.5~8.5cm,试块的3d强度均在2MPa以上、7d强度均在4 MPa以上,与未添加早强减水剂的试块相比,试块的早期强度提高1倍以上,证明研制的早强减水剂能显著改善流动性,较大幅度提高早期强度。     

金矿尾矿中氰化物的固化处理及毒性浸出研究

全泥氰化法提金产生的含氰尾矿不能直接用于矿井进行充填.通过对含氰尾矿进行氧化破氰处理,然后按不同灰砂比配制成充填试块,养护不同时间后进行毒性浸出实验,结果表明:浸出液及充填试块中氰化物含量可以达到国家相应的污染物排放标准.研究结果为氰化尾矿用于矿井充填提供了新的处理方法.     

基于正交试验的全尾砂胶结充填配比方案优化

为获得全尾砂胶结充填最优配比,降低矿山充填成本,保证空区稳定,以全尾砂胶结充填体试块为研究对象,试块的单轴抗压强度为指标,综合考虑充填体强度的影响因素,采用正交试验开展研究,并运用极差和方差分析法对充填体强度影响因素的敏感性和显著性进行分析。研究表明:试验最优配比方案为浓度75%,灰砂比1∶6,养护龄期28 d;影响试块的敏感性顺序是养护龄期灰砂比浓度;养护龄期对充填体强度的影响最显著。因此,矿山在生产实际中要保证充填体的养护时间。     

基于回归分析的尾砂膏体充填材料试验研究

以矿用尾砂、胶固粉为充填材料,采用正交试验方法对不同质量浓度、粉砂比和搅拌时间的料浆分别进行流动度、泌水率、充填体单轴抗压强度的试验研究,并采用极差分析探究了质量浓度、粉砂比和搅拌时间对膏体充填材料输送性能的影响,通过多元线性回归分析方法得出充填体抗压强度的回归函数。试验结果表明:对尾砂充填体强度最重要的影响因素是胶固粉与尾砂的比例关系,粉砂比越大,强度越强;其次为充填料浆浓度,在保持粉砂比不变条件下,提高料浆浓度亦有利于提高充填体强度;最后是养护时间,充填体强度随时间增加,最终维持在1个稳定值。