基于响应面法的废石-细尾砂充填性能优化试验

为了得到满足采矿强度要求的废石-细尾砂高质量分数充填体配比最优组合,根据两种骨料混合堆积密实度试验和料浆质量分数初探试验,得到废石-细尾砂最优配比。利用响应面法研究了骨料配比、质量分数和水泥用量对充填体不同龄期无侧限抗压强度的影响规律,建立了以废石-细尾砂胶结充填体 3d、7d、28d 强度为响应值的三元二次回归模型,揭示料浆骨料配比、质量分数和水泥用量单一或交互作用对充填体强度的影响机制。通过回归模型优选出最佳料浆配合比,并通过半工业环管试验进行验证。试验结果表明,充填体强度不仅受单一因素影响,而且两因素之间的交互作用对强度影响显著。由模型的响应曲面可知,质量分数与水泥用量的交互作用对充填体早期强度影响显著,骨料配比与质量分数的交互作用对充填体后期强度显著。当骨料配比为1:3、质量分数为82%、水泥用量为300kg/m3时,料浆流动性好,充填体3d、7d和28 d的强度分别为2.63 MPa、4.21 MPa和6.09 MPa,可满足矿山的充填需求,为废石-细尾砂多相复合膏体充填料输送试验和工程设计提供了基础。     

细粒级尾砂高浓度胶结充填试验研究与工业应用

以某金矿细粒级尾砂高浓度胶结充填为研究背景,通过试验对比分析了料浆浓度和灰砂比对充填体性能和料浆流动性的影响。结果表明:料浆浓度和灰砂比的增加,能显著提高充填体强度;料浆浓度的提高以及灰砂比的降低,均能够提高料浆的流变参数(屈服应力和塑性黏度),使得料浆流动性降低。为提高计量精度和料浆搅拌效果,提出间歇制备连续充填工艺,并进行了料浆浓度为60%和64%的现场工业试验,为细粒级尾砂充填提供技术参考。     

絮凝剂和减水剂对尾砂浓密性能与充填体强度的影响

为提高溢流尾砂胶结充填效果，对溢流尾砂开展了添加和未添加减水剂沉降试验、湿堆密度测试、胶结料浆流变参数与抗压强度测试、胶结充填体总空隙率和微观结构测试，探究了絮凝剂与减水剂对溢流尾砂浓密性能和充填体强度的作用机理。研究表明：絮凝剂与减水剂具有“协同效应”，可提高尾砂浓密底流浓度，但效果与减水剂添加顺序和添加量相关。添加絮凝剂与减水剂使溢流尾砂湿堆密度增大，由0.559提高至0.591。絮凝剂添加使胶结充填体总空隙率与结构缺陷增加，造成充填体抗压强度降低；而含絮凝剂与减水剂的胶结充填体总空隙率降低，结构更致密，充填体抗压强度得到提高。尾砂浓密阶段添加减水剂可降低后续胶凝材料用量。相关研究成果可为优化尾砂高浓度胶结充填工艺提供借鉴。