不同灰砂比和料浆浓度下充填体强度特性研究

以武山铜矿全尾砂、水泥制备成的胶结充填体为研究对象,利用RMT-150C型液压伺服控制系统,通过单轴压缩方式进行全尾砂胶结充填体强度试验,试验得到了不同灰砂比和料浆浓度下全尾砂胶结充填体强度特性关系曲线。试验结果表明:在全尾砂胶结充填体其他影响变量相同的情况下,强度与灰砂比或料浆浓度正相关;强度的增量随着灰砂比或料浆浓度的增大增幅也随之加大;综合分析可知,灰砂比较料浆浓度对全尾砂胶结充填体影响更加显著。     

夏甸金矿细颗粒尾砂充填技术研究与应用

为解决夏甸金矿充填存在的细颗粒尾砂处理困难、充填浓度低、充填体强度低等技术难题,开展了充填材料物理化学性质研究、细颗粒尾砂沉降特性研究、细颗粒尾砂强度配比试验研究、细颗粒尾砂充填料浆流动性能研究等,提出了夏甸金矿充填系统技术改造方案,并完成了现场技术改造。现场应用结果表明：细颗粒尾砂(-74μm)在灰砂比1∶7～1∶8,充填能力≥60%时,充填体3 d强度≥1 MPa,满足夏甸金矿开采要求,不仅解决了细颗粒尾砂排放问题,减轻尾矿库库容压力,而且还提高了矿山尾砂利用率。     

废石尾砂胶结充填体强度试验研究

对废石尾砂胶结充填进行了系统的试验研究。阐述了废石尾砂胶结充填工艺的工业性及原理,着重研究了废石尾砂胶结充填体强度的影响因素:水灰比、灰砂比、水泥含量、废石尾砂的粒径级配及配比。研究结果表明,废石尾砂胶结充填体强度随水灰比、灰砂比的减小而增大,随水泥含量的增加而增加。在强度一定的条件下,废石尾砂胶结充填比其他充填方式,单位体积内水泥耗量少,成本低。     

焦家金矿全尾砂胶结充填体强度的试验研究

在焦家金矿使用全尾砂代替分级粗尾砂进行胶结充填，可以满足矿石回采时对胶结充填体强度的要来．影响充填作强度的主要因素是灰砂比和料浆浓度．试验研究获得了胶结试块28天单轴抗压强度对灰砂比和料浆重量浓度的回归方程．     

金厂峪金矿充填尾砂基本性能试验研究

充填尾砂基本性能试验是充填技术应用的基础性工作。通过对金厂峪金矿充填尾砂进行物化性质测定及尾砂沉降试验、饱和度试验和泌水试验,全面掌握了充填尾砂基本特性;根据试验结果并结合强度试验及料浆扩散度试验确定了料浆输送浓度为70%~72%,充填灰砂比(1∶4)~(1∶8),为金厂峪金矿充填工艺及充填系统设计提供了基础数据。     

某铅锌矿全尾砂胶结充填体强度试验研究

以某铅锌矿全尾砂为充填骨料、水泥为胶凝剂制作胶结充填体,测定了全尾砂物理化学特性,并用三因素四水平正交试验设计进行单轴抗压强度试验,研究了全尾砂胶结充填体抗压强度与灰砂比、质量浓度和养护时间的敏感性,通过对各因素的多元线性回归分析推荐了充填料浆最优配比。结果表明:当全尾砂不均匀系数大于5时,可用作充填骨料且制成的充填体密实程度好;胶结充填体抗压强度与灰砂比、质量浓度及养护时间成正比;灰砂比对充填体抗压强度的影响最敏感,养护时间次之,质量浓度最小;推荐该矿最优充填配比方案为灰砂比1∶4、质量浓度76%、养护时间28d。     

全尾砂膏体充填配比优化正交试验

某新建矿山计划采用全尾砂膏体嗣后充填采矿法进行地下开采。为了提供经济合理、满足强度要求且有利于管道输送的全尾砂膏体充填最优配比方案,以料浆流动性能和充填体强度性能为考察指标进行正交组合配比试验。运用MATLAB软件对试验数据进行极差分析和多元线性回归分析,获得了灰砂比和料浆浓度对充填体强度影响的敏感性以及各力学参数预测模型。结果表明：（1）料浆质量浓度对塌落度的影响起主要作用,灰砂比次之;（2）充填体强度的敏感性随着灰砂比和料浆浓度的增加而增强,充填体强度对灰砂比更敏感,而对料浆浓度的敏感性较弱;（3）确定了全尾砂膏体最优配比：水泥用量为13%,充填料浆质量浓度为77%,此时全尾砂、水泥和水的用量分别占制备全尾砂膏体质量的68.14%、8.86%和23.00%。在该配比条件下,经28 d养护龄期后的抗压强度为2.6279 MPa、弹性模量为205.2 MPa、塌落度为23.7 cm,以较少的水泥用量满足了矿山充填强度指标和自流输送要求。     

含膨润土充填料浆泌水特性分析

为研究含膨润土全尾砂充填料浆的泌水特性与规律，以掺膨润土的良山铁矿全尾砂作为试验材料，进行以灰砂比、料浆浓度和膨润土掺量的三因素四水平正交试验，通过室内试验来观察料浆在不同膨润土掺量下的泌水现象，进而分析在全尾砂胶结充填中添加膨润土对料浆泌水性的影响。结果表明：在一定的变化范围内，总泌水率与各因素呈反比关系，其中料浆浓度对总泌水率的影响最大，其次是膨润土掺量，灰砂比最小；料浆的动态泌水过程大致划分为前期快速泌水和后期稳定泌水2个阶段，且每个阶段持续时间因不同配比条件的影响而不同；根据动态泌水过程，膨润土掺量对整个动态泌水率影响最明显，而料浆浓度和灰砂比的影响较小。     

全尾砂胶结充填体的强度敏感性及破坏机制

以大冶铁矿全尾砂为原材料,采用水泥为胶结材料制作全尾砂胶结充填体,采用单因素五水平设计试验,研究了全尾砂胶结充填体强度与料浆中固相质量分数、灰砂配比及龄期之间的关系,并对敏感性进行了分析.胶结充填体强度随着料浆中固相质量分数的增加遵循指数函数增长,随灰砂配比的增加呈线性增长,随龄期增加遵循指数函数的增长,其中胶结充填体强度对龄期的敏感性最高,料浆中固相质量分数次之,灰砂配比最弱.胶结充填体抗压破坏试验结果显示,充填体的破坏经历了四个阶段,分别为微裂隙闭合阶段、线弹性阶段、微裂纹扩展阶段及裂纹贯通破坏阶段.      

基于NSGA-Ⅱ算法的废石及尾砂混合充填料配比优化

为了提高高峰矿尾砂充填体强度和解决井下废石利用问题,开展高峰矿废石及尾砂混合充填材料的最优配比研究,设计了四因素四水平的正交试验,采用极差分析获得了影响充填体强度、料浆泌水率和料浆坍落度的主次因素,得到初步满足矿山要求的配比：料浆浓度为83%,灰砂比为0.25,废尾比为1.5,泵送剂添加量为0.5%。根据正交试验数据建立了28 d充填体强度、料浆泌水率和坍落度的二次多项式回归模型,基于NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,获得最优充填料浆配比。研究结果表明：灰砂比对充填体强度影响最大,料浆浓度和废尾比次之,泵送剂影响最小;灰砂比对料浆泌水率有明显的控制作用,废尾比和料浆浓度次之,泵送剂作用最小;料浆浓度对坍落度影响最大,泵送剂和灰砂比影响次之,废尾比影响最小;多目标优化后的配比：料浆浓度为82.989%,灰砂比为0.240,废尾比为1.419,泵送剂添加量为0.537%,优化后的配比方案所需充填材料成本相比正交试验确定的方案成本下降了2.9%。     

全尾砂旋流器分级试验研究

为解决夏甸金矿分级尾砂胶结充填系统分级尾砂供应不足、采场采充失调的问题,开展了全尾砂旋流器分级试验研究。根据矿山全尾砂产率、井下充填分级尾砂需求量,确定出满足充填需求的分级尾砂最低产率。设定不同的工作压力及沉砂管管径进行全尾砂旋流器分级试验,根据分级尾砂最低产率确定出旋流器工作压力及沉砂嘴管径。根据试验结果对矿山充填系统旋流器组进行了选型改造,实现了夏甸金矿采充作业的持续平衡。     

上向分层充填采矿法尾砂充填体沉缩变形试验研究

尾砂充填体沉缩变形量较大且难于确定。基于大尹格庄金矿水砂充填生产实践,在室内试验测定分级尾砂粒级组成、孔隙率、载荷作用下沉缩变形量的基础上,通过采场内尾砂充填体厚度计算、回采作业前后充填面标高等参数的计算,推算出尾砂充填体最终沉缩率为11.6%。试验结果可为尾砂充填采场的清底标准提供依据,并根据生产需要适当采用胶结充填方式减少采矿贫化损失。     

金矿尾矿胶结充填试验及环境效应研究

为探究某金矿尾矿胶结充填后充填体的抗压强度和环境效应，采用金矿全尾砂进行充填配比、重金属浸出和固化试验。充填配比试验中共制备灰砂比分别为1∶6，1∶8，1∶12，1∶20，质量浓度分别为77％，75％，73％的12组试块，分别测试12组试块固化7，12，28 d后的抗压强度。在重金属浸出试验中探究了尾矿充填后的环境效应以及潜在的污染元素，在明确潜在的污染元素后进行了相应的重金属固化试验。结果表明：金矿全尾砂最佳充填配比参数为灰砂比1∶8，质量浓度为75％；金矿尾矿在与胶凝材料混合凝固形成充填体后能够有效控制尾矿中有害元素的浸出，减少对环境的破坏；充填体浸出的As元素对地下水环境有潜在的污染风险，添加3％浓度的FeCl₃后能够有效避免污染发生。     

浅述卧式砂仓充填系统改造全尾充填方案

红透山矿业有限公司铜锌矿现有充填系统始建于20世纪80年代末,以卧式砂仓为主要设施的“多物料综合制备”充填系统。在尾砂的充填利用率、充填料质量控制、充填料输送工艺等环节,存在诸多问题,难以适应当前安全生产的需要。同时,随着采深增加和开采范围的扩大,也难以维持矿山后续的正常充填生产作业。充填系统迫切需要进行技术升级改造。通过开展试验研究,融合先进的自动控制技术,对充填过程、关键参数实现可控调节,有效提高充填体质量;优化充填系统网络,实现充填全覆盖,为高效开采提供安全保障,满足矿山目前和今后深部充填开采的需求。     

基于正交试验的细尾砂—分级尾砂充填体强度研究

为解决某矿山细尾砂充填体流动性差、强度低的问题,通过正交试验和胶结充填试验,探究尾砂料浆浓度、胶凝材料掺量、外加剂掺量和细尾砂掺加比例对充填体强度的影响,得出了各因素影响充填体强度的重要性顺序。通过多元回归分析确定推荐配比参数,并结合试验结果和SEM分析,对充填体微观结构进行进一步的探究。结果表明：各因素影响充填体强度的重要性顺序依次为胶凝材料掺量、料浆浓度、外加剂掺量和细尾砂掺加比例。通过控制变量,可得充填体强度的增长规律,即增大料浆浓度和胶凝材料掺量,均可提高充填体强度;在合适的掺量范围内,充填体强度随外加剂掺量的增加而提高;细尾砂掺量对充填体强度产生较复杂的影响。实际矿房充填推荐配比参数如下：料浆浓度为70%,胶凝材料掺量为20%,外加剂（减水剂）掺量为1‰,细尾砂掺量为30%。掺加外加剂可使充填体水化反应更充分,有助于提高其强度。研究表明,细尾砂充填体强度和流动性可以满足矿山实际矿房充填的要求。     

金山金矿尾砂水力充填技术应用研究

针对金山金矿底盘漏斗中深孔落矿嗣后充填采矿法回采所形成的采空区特点,采用分级尾砂水力充填技术进行空区处理进而控制地压活动;结合采场充填挡墙受力分析,在采空区充填过程中采用了全断面脱水管脱水技术,使得采场充填工作顺利实施,并取得了显著效果。     

黄沙坪矿业嗣后尾砂充填挡墙压力研究及厚度计算

为了消除采空区危害且安全回采矿石,黄沙坪矿采用嗣后全尾砂胶结充填采空区.但由于嗣后尾砂充填采空区面积大、高度高,充填采场内料浆因离析而存在动水压力和静水压力,使得合理计算充填挡墙受力较为困难.文章以黄沙坪矿山为研究背景,研究了尾砂充填条件下充填挡墙压力变化规律,确定了适合嗣后充填挡墙侧压力计算公式.基于黄沙坪矿业嗣后充...