基于正交试验的充填集料配比优化研究

对某铜矿全尾砂和戈壁集料粒度进行了分析,结果表明,戈壁集料粒度分布区间广、粗颗粒含量高,全尾砂粒级偏细,将全尾砂添加至戈壁集料中可改善充填集料级配,从而提高料浆的流动性能。采用正交试验研究不同全尾砂-戈壁集料配比、料浆质量浓度和灰砂比条件下的料浆塌落度和泌水率,对试验结果进行方差分析,分析结果表明,浓度对料浆的塌落度值和泌水率影响最大,其次是充填集料配比,而灰砂比的影响很小;集料配比为25∶75、浓度为83%时,充填料浆的和易性及保水性能最佳,可有效避免充填料浆自流输送发生堵管事故。     

高效减水剂对全尾砂充填料性能的影响

利用全尾砂作为集料制成全尾砂充填料对采空区进行充填,具有性能优、尾砂利用率高、能耗少、成本低等优点。根据某矿山现有充填工艺,采用全尾砂替代分级尾砂作为充填集料的技术,优化原有的胶结材料,并将尾砂充填料浆的固体浓度由68%提高到72%,结合使用减水剂来实现全尾砂充填料的自流输送。研究4种减水剂（萘系高效减水剂NSF、聚羧酸高效减水剂PC、氨基高效减水剂ASF以及脂肪族高效减水剂SAF）的不同掺量对全尾砂充填料浆的泌水率、流变性能和强度的影响。结果表明,减水剂的加入有效地提高了全尾砂充填料浆的流动性能,延缓了凝结时间,但却对充填体强度有不利的影响。综合4种减水剂的作用来看,在脂肪族减水剂掺量为1.6%时,既可以使料浆流动性增加幅度较大,又对充填体强度的不利影响较小。因此,选用脂肪族减水剂可以配制性能较优的自流型全尾砂充填材料。     

全尾砂-戈壁集料胶结充填试验研究

对阿舍勒铜矿全尾砂、各采砂场戈壁集料、钢渣水泥分别取样进行了全尾砂化学成份、全尾砂及戈壁集料全粒级组成、基本物理参数等的测定,对不同全尾砂及戈壁集料比例、不同灰砂比及料浆浓度进行了配比优化试验研究,试验得出了充填料浆的合理制备参数及充填试块的强度特征,为充填系统的改造及工业试验提供了依据。     

基于级配的某铅锌矿充填集料优化研究

甘肃某铅锌矿采用戈壁集料作为充填集料,由于充填浓度较低,粗骨料严重磨损管道,排水工作量大,胶凝材料消耗量大,充填成本居高不下。为此,该矿山对充填集料级配进行优化,用一部分选厂全尾砂替换戈壁集料而形成混合集料,按戈壁集料：全尾砂为0.7∶0.3、0.75∶025、0.8∶0.2、0.85∶0.15和0.9∶0.1的比例分别研究其粒级组成和级配,最终确定0.7∶0.3时为最佳级配。通过实验室试验,对各比例混合集料的和易性进行测试,最终得出的结果与级配研究相符,说明研究结果对优化矿山充填集料具有很好的指导意义。     

阿舍勒铜矿集料配比对料浆和易性的影响研究

戈壁集料料浆在管输过程中粗颗粒易离析,阿舍勒铜矿为降低堵管风险而添加一定量的尾砂改善料浆和易性,针对尾砂、戈壁集料的粒度进行分析,在此基础上进行不同集料配比的塌落度试验,确定集料配比与料浆和易性之间的关系,同时对最佳充填浓度下的料浆泌水率进行测试,探究良好和易性及保水性能的集料配比。试验设计全尾砂与戈壁集料的配比为15∶85,20∶80,25∶75和30∶70,确定最佳的充填浓度为81%,料浆的和易性随尾砂添加比例的上升先改善后变差,塌落度试验和泌水试验均表明配比为25∶75时料浆具有良好的和易性及保水性。     

杜达铅锌矿粗骨料充填料浆流动性研究

杜达铅锌矿充填系统由于尾砂性质等原因,充填骨料不能采用单一的全尾砂或分级尾砂。根据现场情况决定在分级尾砂中掺入粗骨料(戈壁集料或水库沉砂),充填料浆由于粗骨料的掺入,骨料平均粒径变粗且级配发生变化,料浆和易性变差,易离析。为了研究"粗骨料充填料浆"的流变性能,现场采用了L管模型对充填料浆的流变参数进行了测定和计算。研究表明,当"粗骨料充填料浆"满足"结构流"所需的基本条件且浓度控制在一定范围内时,可以获得比较好的充填料浆流态。     

某铁矿粗集料强度配比试验研究

某铁矿全尾砂属粗粒级尾砂,为了后续充填系统工艺流程顺畅、工艺可靠,决定筛除+1 mm粗砂并研究-1 mm尾砂与水泥的结合性能,对该尾砂展开了强度配比试验研究工作,试验表明尾砂强度能满足采矿方法需求,-1 mm尾砂可以作为该铁矿的充填集料。     

全尾砂结构流体胶结充填的理论与实践

随着对矿产资源不可再生性的认识加深及环境保护要求的日趋严格,全尾砂充填在金属矿山的应用越来越普遍。论述了国内外全尾砂充填现状,提出了全尾砂结构流体充填方法。在实验室试验的基础上,进行了全尾砂结构流体流变参数的测定及输送性能的理论分析计算。结合矿山充填实践,介绍了该种充填方式的工艺流程及其应用效果。     

集料的分形特征及其对料浆和易性的影响

为了优化矿山充填集料配比,确定粗骨料充填的最佳尾砂掺量,采用分形维数来评价集料粒度分布。测试并分析了全尾砂∶戈壁集料为0∶100,10∶90,20∶80,30∶70,40∶60和50∶50条件下的粒度分布特征,并运用分形理论计算不同配合比集料的分形维数。选用泌水率和坍落度作为料浆和易性的评价指标,分析分形维数与泌水率和坍落度的变化趋势相关性。结果表明,三者均在尾砂掺量为30%之后变化趋势变缓,继续增加尾砂的掺量对于料浆和易性的影响较小,因此,最终确定尾砂最佳掺量为30%。     

分级尾砂+戈壁集料在杜达铅锌矿的工业应用试验研究

杜达铅锌矿全尾砂为极细尾砂并且含S量高,全尾砂不能作为单一的充填集料进行充填,否则后期强度会出现崩解的现象,并且采矿方法对早期强度要求也较高。通过对充填骨料的物理化学试验分析、流动性能试验分析以及强度配比试验研究,决定采用分级尾砂+粗骨料(戈壁集料或废石等)作为充填料进行充填。在充填料浆的配方选择上,首先保证料浆流动性以及充填料浆强度符合要求,其次兼顾各充填料的产、消平衡关系。最终选择的充填料浆配方完全能满足现场工业应用,充填料浆浓度高、不脱水、不离析、流平性好。     

不同粗骨料的膏体流变性能研究

在流变试验的基础上,以废石和戈壁集料为粗骨料制备成膏体,并分别建立屈服应力与质量浓度、灰砂比、尾废比(尾砂/戈壁集料)、泵送剂添加量之间的模型,研究两种不同膏体的流变性能,并进行比较。试验结果表明:各个因素对流变性能的影响不同;在其他试验材料相同的基础上,当各配合比取相对较小值时,以废石为粗骨料的膏体其屈服应力较大,各配合比取相对较大值时,恰好相反。经分析,当粗骨料形状占主导作用时,以戈壁集料为粗骨料的膏体其流变性能更好,当粗骨料粒径和级配占主导作用时,以废石为粗骨料的膏体其流变性能更好。     

采选废石与尾砂制取混凝土可行性研究

为了提高重钢西昌矿业太和矿区钒钛磁铁矿废石及尾砂的利用率,促进矿山绿色和谐发展,在分析了采选废渣集料的来源及性能的基础上,对采选废渣混凝土配合比进行了设计,着重分析了采选废渣对混凝土性能的影响。结果表明:采选废石、尾砂可以用作普通混凝土砂石集料,其性能达到Ⅰ类建设用砂石的质量要求,可以配制出强度等级为C60及以下强度等级的混凝土;混凝土配合比设计可按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)规定进行;采选废石、尾砂集料混凝土具有良好的力学性能和耐久性,具有良好的抗氯离子渗透性、抗冻性、抗腐蚀性,耐久性不会低于普通集料混凝土;废石、尾砂集料混凝土收缩率比普通集料混凝土低30%左右。     

疆锋铁矿尾砂胶结充填强度配比试验研究

疆锋铁矿全尾砂属粗粒级尾砂,-200目累计含量为26%,+1 mm粗砂含量达到了18%左右,最大粒径达到了2cm,为了给后续充填系统工艺流程提供一个较好的供矿条件,决定筛除+1mm粗砂。为了研究全尾砂与筛分尾砂(-1mm尾砂)强度的差异性,并验证筛分尾砂强度是否能满足采矿方法要求,对两种尾砂展开了强度配比试验研究,试验结果表明,全尾砂充填强度比筛分尾砂略高,但筛分尾砂作为充填集料的强度也能满足采矿方法需求,同时和易性也较好,最终决定根据不同分层对充填强度的要求,选择不同的尾砂作为疆锋铁矿的充填集料。     

浅析高峰锡矿全尾砂充填料浆流动性能

高峰锡矿采用全尾砂充填采空区,为了研究全尾砂料浆的流变性能,采用室内流动性模拟试验研究了80%、78%、76%、74%、72%五种浓度的全尾砂料浆自流输送的状态。试验结果表明,料浆浓度和输送管道内径是决定流变性能的2个核心因素,全尾砂充填料浆在浓度为74%~72%时,不仅能够满管流动,而且充填倍线为3~10,具有较好的流动性。     

某金矿压滤尾砂膏体充填综合性能试验

某金矿使用+37 μm的粗尾砂进行高浓度胶结充填,并已成熟运用粗尾砂胶结充填技术。为最大限度使用尾砂,减少-37 μm的细尾砂堆存到尾矿库中,降低整个矿山开采成本和消除安全隐患,该金矿对压滤（全）尾砂膏体充填综合性能进行了试验研究。试验结果表明：压滤（全）尾砂膏体充填综合指标高于分级尾砂高浓度充填,质量浓度76%的料浆坍落度、扩展度、屈服应力、黏度和泌水率等综合指标最优,满足采矿方法的要求,并根据矿山生产实际,提出了压滤（全）尾砂膏体充填工艺方案。     

某铜矿尾砂高浓度充填技术方案优化研究

某铜矿主要采用以戈壁集料作为充填骨料的高浓度充填工艺,随着国家环保政策越来越严格,戈壁集料价格大幅增长,导致充填成本升高。为降低充填成本,减少戈壁集料用量,本文基于矿山开采、选矿和充填现状,提出了矿山高浓度尾砂胶结充填替代戈壁集料充填工艺方案,结合尾砂充填试验结果,论证了自然分级尾砂高浓度充填工艺改造方案的可行性,对其各子系统开展了系统研究与工业验证,经工业试验调试与完善,实现了立式砂仓高浓度稳定放砂和全尾砂高浓度充填的目标。     

某铅锌矿全尾砂充填料浆输送性能试验研究

充填料浆沿管道的输送阻力i与充填料浆自身的屈服剪切应力τ0、粘性系数η、充填料浆输送流速V及输送管道直径D有关。通过对某铅锌矿选厂全尾砂粒径、物理化学参数、沉降性能及塌落度等特性研究,选择不同浓度的选厂全尾砂进行充填料浆流动性试验。根据流动性试验结果,求得不同浓度全尾砂充填料浆流变参数,计算出全尾砂在不同浓度、不同流量及管径条件下,充填料浆管道流动阻力,从而得出可实现管道顺利输送的充填倍线。试验研究表明,决定输送阻力的两个关键因素分别为充填料浆浓度和输送管道内径,某铅锌矿选厂全尾砂充填料浆浓度为72%～74%、充填管径为150mm时,其输送性能最佳。     

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。     

不同尾砂充填体强度及沉降性能对比分析

为了给充填系统总体规划及充填系统运行参数提供依据,在实验室进行全尾砂与分级尾砂充填体强度及沉降性能的对比分析研究。根据试验结果:在起始浓度(40%)下,分级尾砂的沉降性能要优于全尾砂充填体。增大灰砂比对于提升充填体强度的效果:全尾砂要优于分级尾砂,在养护初期时,分级尾砂优于全尾砂,而在养护后期,全尾砂充填体要明显强于分级尾砂。同时,3种因素对于提高充填体力学强度效果而言,养护龄期灰砂比浓度。     

中关铁矿全尾砂结构流充填材料关键特性研究

中关铁矿水文地质条件复杂、矿坑涌水量大,通过地表封闭式注浆帷幕治水,采用全尾砂结构流充填采矿法开采。基于此,以室内试验为手段开展了尾砂粒度组成、自然絮凝沉降、充填试块强度及充填料浆流动性能等关键特性研究,试验结果表明:中关铁矿尾砂属于超细全尾砂,可满足结构流充填中极细颗粒含量要求,絮凝沉降最佳质量浓度为25%以下,充填试块强度90 d最高接近3 MPa,但28 d强度值低,需要进一步研发早强型新型胶结材料。