泵送剂掺量对充填料浆流动性能及充填体力学性能的影响

泵送剂作为改善充填料浆流动性能的添加剂，已经被广泛应用于矿山，但泵送剂对料浆凝固后充填体力学性能的影响却尚不明确。针对某矿不同泵送剂掺量的充填料浆，开展了料浆塌落度试验、流变试验 、充填体试块单轴抗压强度试验及试块电镜细观试验。结果表明：泵送剂对塌落度呈非线性梯度影响，随着泵送剂掺量不断增加，同剂量的泵送剂对塌落度的影响能力慢慢减弱；屈服应力与塑性黏度均随泵送剂掺量 的增加而降低，泵送剂掺量在超过3%后，屈服应力的下降幅度明显减缓，而对于塑性黏度，掺量超过2%时，其下降幅度就已经开始明显减缓；泵送剂对3 d养护龄期试块强度的影响较弱，而对于7 d、28 d养护龄期试 块，掺量为1%和2%时，对充填体抗压强度的影响是正面的，当掺量大于2%时，充填试块抗压强度呈下降趋势；掺量在1%时充填试块的细观结构是最致密的，随着泵送剂掺量的增加，大孔隙逐渐增加。综合考虑泵送剂 成本、料浆流动性及抗压强度，针对试验中的料浆配比，推荐泵送剂掺量为2%。     

考虑壁面滑移效应的充填料浆管道输送阻力研究

为了探究壁面滑移效应影响下的充填料浆管道输送阻力的变化特征，建立了考虑壁面滑移效应的管道输送模型，利用Comsol数值模拟软件分析了料浆浓度、管径及灰砂比对管道阻力损失的影响。研究表明 ：①模型计算结果的相对误差在合理范围内，该模型用来计算考虑壁面滑移效应的充填料浆管道输送阻力是可靠的；②考虑壁面滑移效应的情况下，各因素对管道阻力的影响程度依次为管径>质量浓度>灰砂比，管径 增大，壁面剪切作用力减小，颗粒迁移运动变缓，滑移效应减弱，管道输送阻力降低幅度减小；③在不同浓度范围内料浆滑移层厚度的主控因素不同，导致输送阻力随浓度增大的幅度不同；④灰砂比较低时，管道输 送阻力的增长速率较低，随着灰砂比增大，管道输送阻力快速增大。以冀东地区某矿山为研究背景进行了数值模拟，得到充填料浆管道输送的最佳参数为质量浓度66%、68%，灰砂比1∶8。     

全尾砂充填料浆管道阻力损失探究及优化

充填采矿技术因其自身的特点，在矿山领域得到了大力推广，确定合理的充填料浆配比方案和充填系统管道输送技术参数，是确保整个充填系统能够安全、高效和稳定运行的重要前提。以唐山某铁矿为例，选择灰砂比1∶8的充填料浆为试验对象，以140 mm、160 mm、180 mm、200 mm、220 mm、240 mm、260 mm为试验管道直径，分别配比浓度为68%、70%、72%、74%的充填料浆，对充填料浆管道阻力损失影响因素进行分析，并对其进行优化。研究结果表明：管道阻力损失与管径呈反比例函数关系，料浆浓度越高，管道阻力损失越大；管径增大到240 mm和260 mm时，管道底部料浆流速过快，会加速底部管道磨损；为实现矿山生产中的采充平衡，建议该矿山输送管径为200 mm或220 mm，料浆输送浓度为70%。     

考虑接触面倾角的充填体—围岩组合体能量特征分析

为研究充填体—围岩组合体能量特征,以空场嗣后充填采场为物理原型,将充填体与围岩系统考虑,概 化出接触面非线性特征下不同接触面倾角的充填体—围岩组合体实验室尺度模型,基于单轴压缩试验对包括 7 个角 度(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°),2 种灰砂比(1 ∶4、1 ∶8)充填体—围岩组合试块的变形、声发射特征和能量耗散特 性进行了系统分析。 结果表明:接触面倾角 0°、15°和 30°时,组合体破坏发生在充填体区域;接触面倾角 45°和 60°时, 组合体破坏发生在充填体和接触面区域,沿接触面有剪切滑移现象;0° ~ 60°组合体破坏过程声发射能率表现为多点 小幅度突增现象,累计能量曲线阶梯状现象明显。 接触面倾角 75°和 90°组合体破坏发生在充填体、接触面和围岩区 域,破坏过程声发射能率表现为“多点突增—持续增大—激增”的变化趋势,幅值数量级高,累计能量曲线平滑。 不同 接触面倾角组合体试块的弹性能和耗散能曲线在应力峰值前变化规律一致,呈非线性增加,耗散能曲线斜率随接触 面倾角增加逐渐减小。 峰后破坏阶段曲线变化规律与组合体破坏形式有关。 能量耗散率曲线呈“先增大,后减小”变 化规律,随接触面倾角变化,峰值个数和出现位置不同。 声发射累计能量和能量耗散率曲线斜率变化特征与组合体 试块破坏过程中裂隙发育、发展、贯通和失稳信息相关性好,可为组合体破裂预测提供有效前兆信息。     

氧化铜矿堆浸双重介质分形渗流演化规律

为了揭示氧化铜矿堆浸过程中散体介质及渗流状态的演化规律,通过阐述堆浸体系孔隙和裂隙双重介质概念,结合氧化铜酸浸实验、CT技术和扫描电镜技术,在微观和细观层面研究孔隙和裂隙分形演化特征,得到孔隙率和渗透率随浸出时间的演化规律,建立氧化铜堆浸随时间演化的分形双重介质渗流模型。结果表明:氧化铜矿石经酸浸后,微观形貌变化较大,裂隙分形盒维数明显增加;而颗粒间孔隙的分形盒维数略微减小。考虑了堆浸双重介质、介质间窜流、动态孔隙率和渗透率以及分形演化规律的渗流模型更符合实际,可在理论上揭示溶浸液渗流过程的一般规律。     

考虑温度影响的充填料浆水平管流特性研究

为探究不同温度下充填料浆水平管流特性,开展了流变实验以获取不同温度下充填料浆流变参数,基于流体力学理论提出了充填料浆管道输送基本假设,利用COMSOL软件建立水平管道模型,分析了温度对料浆流态、流速、管道压力及管输阻力的影响.结果表明,温度升高,充填料浆塑性黏度和屈服应力降低;料浆在管道输送过程中壁面附近呈剪切流动,中...     

基于层次分析法的运输提升限制因素权重分析

为更科学合理地优化矿山运输提升系统,在分析某矿山运输提升运行限制因素的基础上,运用层次分析法建立了这些限制因素的AHP层次结构模型。通过构造判断矩阵和AHP模型的求解,得到了限制因素的权重结果：其中多级提升效率低权重比例最大,达35.2%,斜井缺乏统一设计和中段运输效率低权重分别达到15.04%与14.55%,其余各因素均未达10%。单排序和总排序判断矩阵一致性检验均有,一致性良好。表明通过层次分析法确定矿山运输提升运输系统限制因素相对重要性是可行的。分析结果为运输提升系统的优化决策提供了依据,进而给出优化意见,重点从改善多级斜井串车提升方式、做好深部运输提升的统一设计和发挥大中段运输作用3方面进行。     

倾斜管实验的膏体流变特性规律研究

针对膏体流变特性难以真实测量的现象,自制一套能够有效还原工业现场的倾斜管道实验装置,对膏体流变特性参数进行测量,运用通径分析法探究膏体浓度、灰砂比对流变特性的影响规律。结果表明:膏体浓度、灰砂比对膏体流变参数的影响均为正相关,其中,浓度对屈服应力的影响水平比灰砂比对其影响水平大一个数量级,当灰砂比接近1∶25时,灰砂比的增大与减小并不能引起屈服应力明显的单调递增递减现象;浓度对塑性黏度的影响水平比灰砂比对其影响水平大,但在同一个数量级,膏体浓度较低时,会产生浓度低黏度大的现象。     

尾砂胶结充填料浆剪切触变实验及其基于量纲分析的触变性预测模型

采用桨式流变仪研究了不同质量浓度、灰砂比充填料浆在剪切条件下的触变行为,借助量纲齐次性原理,推导并提出了基于量纲分析的触变性预测模型。结果表明:浓度不同的料浆在触变形态上有差异,高浓度料浆剪切应力的波动性更强;触变性与质量浓度和灰砂比均呈非线性正相关,且水泥比尾砂更能引发触变;剪切过程中,表观黏度先急速下降,然后维持平稳,最后急剧上升,但结束瞬间的最终值小于初始值;质量浓度为64%的料浆剪切应力在剪切速率转折点前呈不规则“U”字型,其他组剪切应力基本以剪切速率转折点为中心左右对称。设计实验对预测模型进行验证,结果显示平均误差率为6.2%,且适应性良好。     

堆浸饱和多孔介质有效应力初探

为了阐明堆浸饱和条件下多孔介质的复杂应力问题,将有效应力理论引入堆浸体系,分析了堆内有效应力的基本原理,双重有效应力理论在堆浸的适用性以及堆浸双重介质有效应力理论的物理意义,并结合浸出实际修正了堆浸双重介质有效应力理论。研究表明:堆浸多孔介质有效应力理论能够简化堆浸体系的应力问题,揭示总应力σ0、有效应力σ与孔隙水压力Pp之间的关系;双重有效应力理论自身推导过程存在问题,并不适合于堆浸体系;堆浸双重介质有效应力理论修正后综合考虑上覆矿石、基质水压力与矿石裂隙演化,更有效的描述了堆浸应力问题,为流固耦合的研究奠定了理论基础。