大尹格庄金矿深部采场胶结充填体强度研究

依据工程类比和理论计算分析，确定了大尹格庄金矿深部采场的胶结充填体需求强度，即3 d充填体强度不少于0.5 MPa，整体稳定强度不少于1.0 MPa。同时，对大尹格庄金矿的尾矿进行了胶结充填体抗压强度试验，得到了不同灰砂配比、不同料浆浓度、不同养护时间的分级尾砂和全尾砂胶结充填体抗压强度；根据试验结果，获得了满足矿山需求的胶结充填配比方案。     

蚕庄金矿全尾砂胶结充填试验研究

为了实现井下全尾砂胶结充填采矿,降低尾矿库的库容压力,开展了蚕庄金矿尾砂的物理化学性质以及胶结性能试验。为了获得合理的充填浓度和灰砂比,制作了不同浓度、灰砂比和不同养护时间下的全尾砂充填体试件并进行了单轴抗压强度试验,获得其单轴抗压强度。通过试验结果分析,得出了不同料浆浓度、灰砂比、养护时间对充填体试块强度的影响规律,为蚕庄金矿全尾砂胶结充填采矿法的实施提供了基础和依据。     

大尹格庄金矿全尾砂胶结性能试验研究

矿山全尾砂胶结充填技术可以有效地保护矿山有限的土地面积,降低尾矿库的库容压力,与此同时,也可以提高矿石回收率,降低损失率和贫化率,实现矿山无废排放。本次试验采用取自大尹格庄金矿的全尾砂为骨料,普通325#水泥为胶结剂进行相似材料试验,针对影响充填体强度的灰砂比、料浆浓度和龄期这三个因素进行沉降试验、塌落度试验和黏度试验。根据180个试块的抗压强度试验数据,分析得到充填体强度与以上三个因素的正相关关系,依据7d充填体的强度数据确定大尹格庄金矿的合理充填配比,为大尹格庄金矿充填采矿系统提供理论依据。     

大尹格庄金矿全尾砂胶结性能实验研究

矿山全尾砂胶结充填技术,可以有效地保护矿山有限的土地面积,降低尾矿库的库容压力,与此同时,也可以提高矿石回收率,降低损失贫化率,实现矿山无废排放。本次实验研究采用取自大尹格庄金矿的全尾砂为骨料,普通325#水泥为胶结剂进行相似材料实验,针对影响充填体强度的灰砂比、料浆浓度和龄期这三个因素进行沉降实验、塌落度实验、黏度实验,根据180个试块的抗压强度实验数据,分析得到充填体强度与以上三个因素的正相关关系,依据7d充填体的强度数据确定大尹格庄金矿的合理充填配比,作为大尹格庄金矿充填采矿系统的理论依据。     

极细粒级尾砂膏体充填试验研究

对大尹格庄金矿的尾砂进行了室内试验,测试了尾砂的粒径组成,研究了极细粒尾砂的沉降规律,测试了极细粒尾砂充填料浆的流变特性和充填试块单轴抗压强度。试验结果表明:极细粒尾砂中粒径小于38.5μm的占比为96.67%,自然沉降速度较慢,需要添加絮凝剂辅助沉降;膏体料浆可输送临界浓度为54%～56%,水力坡度为0.35MPa/100m;选用灰砂比(1∶3)～(1∶6)、质量浓度54%～56%的胶结充填料浆,养护7d的充填体其强度能满足生产需要。     

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。     

高浓度水泥尾砂充填体力学性能研究

根据矿山深井开采的需要,对不同灰砂配比、重量浓度和养护时间的高浓度水泥尾砂充填体试块在建材压力机上进行了无侧限单轴压缩强度测试。根据试验测得的单轴压缩强度参数,对影响充填体单轴抗压强度的因素进行了分析,阐述了配比、浓度、龄期对充填体力学性能影响及其变化规律,对矿山深井开采中的充填工作有一定的指导作用。     

尾砂胶结充填体强度特性试验研究

以尾砂胶结充填体试块为对象,选取对强度敏感性最高的影响因子——龄期,对不同龄期的尾矿胶结充填体进行单轴抗压强度和直接剪切试验,分析了尾砂胶结体的强度规律及破坏特征。试验结果表明:尾矿胶结体的强度随着养护龄期的增加而升高,其中7~28d强度增加较为显著,并建立抗压强度、抗剪强度与龄期回归方程,为后期充填采矿设计和降低采矿成本提供了依据。     

海水条件下矿山充填萘系减水剂应用试验

三山岛金矿充填用水中含有较高浓度的SO2-4、Cl-、Mg2+,对充填体的单轴抗压强度有一定的负面影响。通过检测充填用水和分级尾砂的化学成分,分析了海水中硫酸盐、卤盐、镁盐对充填体的破坏机理。通过试验验证了充填料浆浓度70%,灰砂比1∶4、1∶6,萘系减水剂掺加量分别为0.3%、0.1%时对提高充填试块的单轴抗压强度有较大的改善作用,灰砂比越高、养护龄期越长、充填试块的单轴抗压强度越大。试验结果表明:掺加萘系减水剂对提高海水条件下的充填体单轴抗压强度有一定作用。     

含硫尾砂充填体强度试验

金属矿山的尾砂中经常含有各种硫化矿物,对全尾砂充填体抗压强度产生不可忽视的影响。通过室内实验,按照一定的灰砂比制作充填体试块,在标准条件下养护,并进行充填体抗压强度的测试,最终确定了充填尾砂硫含量为2.5%时,充填体强度效果最佳。     

尾砂胶结充填体试样早期强度发展监测探索研究

本文研究不同胶凝材料、不同硫酸盐浓度的尾砂胶结充填体试样的强度发展过程,分别对养护龄期为1、3、7和28天的试样系统进行了单轴抗压强度、基质吸力、含水率和孔隙率测试,分析了尾砂胶结充填体试样早期强度和基质吸力发展变化的原因及二者的相关性,研究结果表明：密封养护条件下尾砂胶结充填体试样的早期单轴抗压强度与其基质吸力存在显著的线性相关规律,获得了尾砂胶结充填体试样早期单轴抗压强度与基质吸力相关性方程,探讨了基于基质吸力监测尾砂胶结充填体强度的可能性。     

基于损伤力学模型胶结尾砂充填体强度特性研究

以地下矿山尾砂充填料为研究对象,利用充填体试块损伤力学模型和岩石力学试验机对胶结尾砂充填体在不同质量浓度、灰砂比和养护时间下的强度特性进行试验研究。引入充填体损伤力学模型和损伤因子来描述胶结尾砂充填体的强度特性和破坏过程。研究结果表明:充填体的单轴抗压强度随着质量浓度、灰砂比和养护时间的增加而增大,并且灰砂比和养护时间对充填体强度影响较大;结合试验结果,利用充填体损伤力学模型可以准确地描述充填体加载过程中的应力-应变曲线;结合应力-应变曲线得出的损伤因子值随应变增加而增大,且质量浓度和灰砂比越大、养护时间越长,损伤因子值越小,充填体越不容易破坏。     

尾砂胶结充填体试样早期强度原位监测探索研究

本文研究不同胶凝材料、不同硫酸盐浓度的尾砂胶结充填体试样的强度发展过程,分别对养护龄期为1d、3d、7d和28d的试样系统进行了单轴抗压强度、基质吸力、含水率和孔隙率测试,分析了尾砂胶结充填体试样早期强度和基质吸力发展变化的原因及二者的相关性,研究结果表明:密封养护条件下尾砂胶结充填体试样的早期单轴抗压强度与其基质吸力存在显著的线性相关规律,获得了尾砂胶结充填体试样早期单轴抗压强度与基质吸力相关性方程,探讨了基于基质吸力监测尾砂胶结充填体强度的可能性。     

玲珑金矿胶结剂固结尾砂的微观实验

为探究玲珑金矿胶结剂在不同条件下对尾砂固结过程的影响,参照普通硅酸盐水泥,设 计了一系列不同灰砂比、料浆质量浓度和养护龄期的充填体试块,进行力学实验测定其单轴抗压 强度,并借助XRD、SEM对尾砂充填体物相组成和微观形貌进行分析。 结果表明:胶结剂水化反 应会产生钙矾石和C—S—H凝胶,促使尾砂充填体固结硬化;养护龄期、灰砂比会影响水化产物 中的钙矾石和C—S—H凝胶的含量及其形态的发展,养护龄期和灰砂比的增大,水化产物含量 增加,彼此搭接形成致密的网状结构,宏观上表现为强度的提高;料浆质量浓度则会影响试块的 孔隙结构,从而影响强度。     

尾砂胶结充填体固结后强度激发特性研究

以新城金矿分级尾砂和新城水泥为原材料,制作浓度为70%,灰砂比为1∶10的试块,对不同养护龄期的充填体试块进行侧限条件下压缩固结试验,研究了侧限高应力固结对不同龄期充填体单轴抗压强度的影响,以及不同固结应力对充填体强度的影响,分析了固结后不同强度激发期对充填体单轴抗压强度的影响规律。研究结果表明:侧限高应力(25.5 MPa)固结后,充填体强度有了显著增强,侧限高应力固结对充填体强度随固结后养护时间的增长具有显著的激发作用,14 d、28 d充填体固结后强度呈指数增长,而56 d充填体固结后强度呈对数增长,同时侧限固结对于充填体强度的激发作用还与固结过程中最大侧限固结应力有密切关系。     

全尾砂充填新型胶凝材料在铜山铜矿的应用研究

根据铜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。在研究全尾砂基本物理力学性质的基础上,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:新型胶凝材料不仅成本低于水泥,而且胶结强度高,在灰砂比1:8、浓度68%、28 d养护龄期的条件下,新型胶凝材料胶结试块抗压强度是水泥胶结试块抗压强度的8.2倍。因此,推荐充填料浆浓度68%～70%,新型胶凝材料与全尾砂比为1:8进行工业充填试验。采场充填体现场钻孔取样表明,新型胶凝材料充填体试样平均抗压强度为2.85 MPa,满足矿山对充填强度和充填质量的要求。     

某铁矿胶固粉与水泥胶结充填体强度对比试验

针对某铁矿的充填胶凝材料选择和配比参数设计,开展了全尾砂胶固粉胶结充填体与水泥胶结充填体的强度对比试验。先考察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设计试验,测试了不同灰砂比、不同质量浓度全尾砂充填体试块单轴抗压强度。结果显示：该铁矿山全尾砂的加权平均粒径为d_av=0.21 mm,大于0.074 mm的尾砂占53.82%,全尾砂较粗;灰砂比1∶10、浓度70%、28 d养护龄期的水泥胶结试块抗压强度为1.13 MPa,相同条件下胶固粉胶结试块抗压强度是水泥胶结试块的2.33倍即2.63 MPa;胶固粉胶结试块强度平均是水泥胶结试块的2.93倍即2.79 MPa。水泥胶结试块不仅强度相对较低,而且增大灰砂比,其强度增长率小于胶固粉胶结试块;降低灰砂比,水泥胶结试块强度不稳定。以上结果表明胶固粉的胶结强度高,成本也低于水泥,是较优的胶凝材料。     

胶结充填体低温水化特征及其强度规律

针对甲玛矿充填用尾砂,在5℃条件下养护充填试块,开展了室内单轴抗压强度测试,对比20℃标准养护条件下充填体试块,开展了单轴抗压强度测试,结合测试结果开展了扫描电子显微镜（SEM）,分析了低温条件下充填体水化反应微观特征及其宏观强度规律,结果表明,低温充填体强度受温度影响明显,低温充填体内部水化产物晶格较小,分布离散,孔隙度大,宏观强度折减随水泥含量增加而增大,在砂灰比10～4范围,强度折减8%至28%。     

甲玛铜矿胶结充填体低温水化特征及其强度规律

针对甲玛矿充填用尾砂,在5℃条件下养护充填试块,开展了室内单轴抗压强度测试,对比20℃标准养护条件下充填体试块,开展了单轴抗压强度测试,结合测试结果开展了扫描电子显微镜(SEM),分析了低温条件下充填体水化反应微观特征及其宏观强度规律。结果表明:低温充填体强度受温度影响明显,低温充填体内部水化产物晶格较小,分布离散,孔隙度大,宏观强度折减随水泥含量增加而增大,在砂灰比4～10范围内,强度折减在8%～28%之间。     

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。