吕梁山区表层黄土似膏体充填适应性试验研究

吕梁山区铝土矿资源大多适合于地下开采，随着内陆地区铝土矿价格持续走高，其矿石价值已具备应用充填法开采的条件，地下铝土矿充填开采是铝土矿开采技术发展的新课题。当前对铝土矿采用拜耳法生产氧化铝时产出的赤泥废料不具备进行规模充填的技术条件。地下铝土矿山井巷工程大部分为脉内布置，废石量不足，地下铝土矿山充填开采面临着充填骨料匮乏的难题。通过充填骨料探索性试验，因地制宜选择黄土作为吕梁山区地下铝土矿山的充填骨料，开展了黄土胶结充填物化参数、粒级分析、浆体流动性、泌水率和强度配比等试验。研究表明：①黄土充填料浆能够以似膏体的形式泵送进入采场；②工业性试验表明，黄土作为充填骨料在灰砂比为1∶6、料浆浓度≥68%、泌水率≤3%的条件下，具备似膏体特性，28 d充填体强度≥0.8 MPa，满足某地下铝土矿回采对充填体强度及矿山充填能力的要求，有助于解决该矿山在充填开采过程中面临的充填骨料不足和顶底板遇水泥化问题，可为控制铝土矿开采地压及提高回采率提供重要技术支撑。     

高效浓密机尺寸估算法在铜矿尾砂浓缩中的应用

为能够在墨西哥某铜矿初步设计阶段为预估高效浓密机浓密面积提供依据,以FY3-10尾矿作为浓密试验机的给矿进料,通过标准的试验室絮凝沉降试验,开展尾砂絮凝沉降规律研究,确定不同给入尾矿浆浓度、不同絮凝剂用量条件下的尾矿沉降速度及底流浓度,从而优选出最优絮凝剂添加量。根据入料浓度28%、絮凝剂添加量20 g/t时的沉降曲线,建立沉降数学模型,利用Kynch理论,结合C-C法及T-F法,通过数值公式推导及图解法,预估了该矿山所需的高效浓密机浓密面积为5 014 m2,最终确定需要4台直径约40 m的高效浓密机对尾砂浆进行浓密。     

基于选矿流程的尾矿优选组合膏体充填技术

为优化膏体充填骨料粒级级配,提出了基于选矿流程的尾矿优选组合膏体充填工艺技术。该技术统筹考虑充填方案、充填成本等因素,基于选矿流程多环节生产尾矿的条件,将不同级配、化学成分合理的尾矿按照一定的比例进行混合,制备出级配连续的混合尾矿。通过开展尾矿基础参数测试、沉降试验、析水试验、流动性试验研究,确定了基于选矿流程的充填技术工艺优化方案,并开展了工业现场验证。基于尾矿级配优化的膏体充填技术科学可行,具有广泛的适用性,是一种先进的矿山充填技术。     

采场充填料浆流动与离析规律的试验研究

为研究采场充填料浆流动规律及充填料浆离析分层对充填体强度的影响规律,开展了充填料浆流动相似模拟试验及采场原位充填体力学强度测试试验,研究结果表明：单点下料时充填料浆流动终态坡面趋向于正态分布。流动过程中充填料浆产生离析分层现象,主要表现为充填体物料的粒径沿料浆流动方向呈先增大后减小的趋势,充填体强度沿料浆流动方向呈先减小后增大再减小的倒转“S”形趋势。采场原位充填体强度在下料口附近与标准试块强度接近,在采场中间位置附近的充填体强度最小,在距离下料点采场长度7/10左右的位置充填体强度达到最大值。研究成果能够为充填采场下料管的数量及位置设计提供依据,从而保证充填体的整体质量。     

基于GEP的露天矿台阶爆破块度预测模型

针对爆破块度难以预测的问题,选用基因表达式编程(GEP)算法,以MyEclipse为开发工具,建立基于GEP的爆破块度预测模型。选取一组实测数据进行预测,并与库兹列佐夫法(Kuznetsov),多重回归分析法(MVRA),人工神经网络法(ANN)预测的结果进行对比。通过比较,GEP模型预测结果的相关系数最高,平均绝对误差、平方根误差最低,分别是0.957、0.008、0.078。预测结果表明GEP模型在爆破块度预测方面是可行的,为爆破块度预测提供了一种新的方法。     

基于LS-SVR岩石爆破块度预测

为了准确预测小样本条件下露天矿山岩石的爆破块度,并得到小样本条件下预测露天矿山爆破块度的有效方法,借助最小二乘支持向量机工具(LS-SVMlab)构建基于最小二乘支持向量机回归(LS-SVR)预测模型并合理优化模型参数。分别使用15组露天矿山爆破数据和35组爆破数据作为小样本容量和正常样本容量,对模型的预测精度进行检验。结果表明:两种样本容量下LS-SVR预测模型的预测结果精度都比同样本容量下人工神经网络(ANN)回归预测的结果精度更高,说明所提出的LS-SVR模型适用于预测露天矿山爆破块度,并且在小样本条件下更具优势。     

某铜镍矿尾矿流变参数测试及管道输送阻力计算

为计算某铜镍尾矿浆体管道输送阻力,首先推导了高浓度尾矿浆体的流变模型,并利用该模型开展了毛细管流变试验,测试了不同浓度尾矿浆体的流变参数。尾矿浆体流变特性表明该尾矿浆体浓度大于60%时,均为典型的宾汉流体。利用宾汉模型,推导了与之匹配的管输阻力计算公式,并利用尾矿浆体流变参数、理论工作流速计算了尾矿浆体管道输送阻力损失,为管道输送系统设计提供理论依据。     

高浓度充填料浆管道输送流态及其判别方法

充填料浆在管道内的流态决定了其管输阻力特性，论文针对这一关键问题开展了高浓度料浆流态及其判别方法研究。通过布设监测系统开展充填流量及管道压力的同步实时监测，在综合分析监测结果与充填料浆流型及流态的基础上，揭示了高浓度充填管输系统阻力损失与料浆流速的典型关系；评估了四种高浓度充填料浆流态判别方法及对应过渡流速计算方法的可靠性。结果表明：采用修正的Swamee方法得到的过渡流速与实测回归所得值相对误差在0.9%-6.4%之间，证明该方法能够满足应用需求。     

堆存尾砂胶结充填处理废弃采空区的应用实践

为解决堆存在郴州西河两岸近250万t的尾砂以及某矿区废弃的采空区所带来的地表与地下双重安全隐患,以堆存尾砂为充填骨料,使用尾砂胶结充填技术对采空区进行充填。该工艺不仅净化了地表环境,而且能够确保采矿作业的安全性,提高了矿山企业的经济效益与社会效益。实践证明利用地表堆存尾砂处理采空区技术上是可行的,经济上是合理的,应进行推广应用。     

新型减水剂改善充填料浆性能试验研究

为了解决目前凡口铅锌矿因溢流尾砂充填料浆浓度偏低而导致的水泥单耗高、充填体强度偏低等问题,本文采用新型减水剂改善料浆流变性能,提高溢流尾砂料浆的输送浓度及管道输送性能。开展了基于新型减水剂的料浆扩散度、流变试验及充填材料配比试验。试验表明采用新型减水剂可明显改善充填料浆的流动性,对充填体强度产生有益影响。最终确定最优配比料浆的浓度为66%、灰砂比为1:6,节灰率达15.4%,充填体7d单轴抗压强度提高率为42.4%,充填体28d单轴抗压强度提高率为15.2%,实现充填成本降低了为4%,具有明显的经济效益及推广应用的意义。