不同细颗粒含量甲烷水合物沉积物三轴剪切试验研究

海域试开采区域含水合物沉积物的粒度分析结果表明水合物沉积物骨架由粗、细颗粒混合构成,通过开展多组低温、高压三轴排水剪切试验研究细颗粒含量和密度对含甲烷水合物沉积物和无水合物沉积物的强度和变形特性的影响。试验结果表明,含水合物沉积物抗剪强度及剪胀性都随细粒含量提高而显著增强。这是由于细颗粒含量增加改变了颗粒间水合物的样貌和分布特征,形成了由水合物包裹着粗颗粒-细颗粒的团簇状集合体。然而,细颗粒含量对无水合物沉积物的强度和变形特性的影响却表现出相反趋势。另外,含水合物沉积物的剪胀关系可以使用修正剑桥模型中的剪胀关系式进行描述。结果表明,剪胀关系的拟合曲线依赖于水合物饱和度的大小。通过对比研究发现,天然水合物和实验室合成水合物试样在较高饱和度时的峰值摩擦角大小及其伴随水合物饱和度的增长趋势存在差异,这种差异主要来源于水合物在沉积物骨架颗粒孔隙中不同的赋存模式及分布特征。     

外加料对尾砂湿喷混凝土强度影响的试验研究

针对分级尾砂湿喷混凝土强度低的缺点,开展了配合比正交试验,以硅粉、粉煤灰、矿渣粉和MF525掺量为变量,以分级尾砂湿喷混凝土强度为考察指标,开展了外加料对分级尾砂湿喷强度的影响规律研究。结果表明:矿渣粉和硅粉是对分级尾砂湿喷强度影响最大的两个因素。在试验范围内,矿渣粉掺量小于75kg时,混凝土强度增长缓慢,当掺量超过75kg时,混凝土强度开始明显增长;硅粉对混凝土7d强度的作用效果最明显,而对28d和56d的作用效果相对减弱;随着MF525掺量的增加,该外加剂表现出了抑制强度增长的特性;粉煤灰掺量超过150kg时,28d和56d强度基本停止增长,56d强度总体上比28d强度提高1MPa,说明粉煤灰可以提高混凝土的后期强度。最终得到外加料最佳配比为矿渣粉105kg、硅粉50kg、粉煤灰200kg、MF525 100g。     

超细尾砂新型胶凝材料开发及配比优化

为解决山东某金矿尾砂粒径细、含泥量高导致的充填体早期强度低的问题,以该金矿尾砂为主要原料,石膏和生石灰作为复合激发剂,添加少量芒硝开发新型胶凝材料。试验结果显示:当水泥添加量为25%,生石灰添加量为15%,石膏添加量为1.5%,芒硝添加量为4%和矿渣添加量为54.5%时,充填体3,7,14d抗压强度分别为0.51,0.62,0.75MPa。在成本控制范围内,为进一步提高充填体早期强度,挖掘最优配比,配比优化试验获得超细尾砂新型胶凝材料最优配比为水泥∶生石灰∶石膏∶芒硝∶矿渣=30∶20∶1.5∶4∶44.5,充填体3,7,14d抗压强度分别为0.58,0.72,0.86MPa,满足矿山充填采矿要求。     

石英尾砂料仓及其气力助流系统的设计

以江苏某企业的石英尾砂为研究对象,基于Jenike剪切理论,分析石英尾砂的物料性质、四棱锥料仓结构对重力流卸料的影响,考虑料仓卸料口尺寸和斜锥角对料仓内物料流动状态的影响,设计石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统,且将其应用于江苏某企业试运行。结果表明:石英尾砂的含水率在14%(质量分数)时,物料的内摩擦角最大,物料粒径越细小,物料内摩擦角越大,但达150μm时增势趋于平缓;设计的石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统可保障物料装卸料性能和防止物料堵仓;年产2万t石英尾砂的条件下,设计的石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统可为企业节省200万元的生产成本,且社会环境效益显著。     

超细全尾砂充填体动态力学特性研究

充填体作为人工矿柱,为矿房回采创造了条件,但经常受到爆破等冲击荷载作用。充填体的动态力学特性直接关系到充填采矿法的安全高效实施。通过单轴压缩试验和分离式霍布金森压杆(Split Hobkinson Pressure Bar,SHPB)试验技术,进行了不同充填配比参数的超细全尾砂充填体压缩试验,得到其静载和动载下的应力-应变曲线和能量变化曲线,并分析了其破坏模式。研究表明:充填体质量浓度越高,灰砂比越大,峰值应力和峰值应变随之增大,呈现正相关性,其中灰砂比和质量浓度对应力的影响相对一致,但应变受质量浓度影响更大;当冲击荷载由0.3 MPa增大至0.6 MPa时,充填体的破坏形式由保持完整形态变为产生裂纹,直至被压碎,转变为完全失稳破坏状态;充填体能量吸收随着冲击荷载的增加而逐渐递增,但质量浓度和灰砂比增大时,充填体比能量和能量吸收率反而下降,其中灰砂比是影响充填体吸能效率的主要因素,质量浓度次之。     

全尾砂最佳絮凝沉降浓度及调控方式研究

针对新疆某铜矿充填溢流跑浑现象严重、充填尾砂利用率低等问题，对影响尾砂沉降速度的主要因素进行了研究，包括尾砂粒级组成、表面形状和进砂浓度等。通过试验探究了进砂质量浓度分别为10%、15%和20%条件下尾砂沉降高度(H)与时间(T)之间的拟合关系式，其相关系数(R ²)均大于0.975，推导出最有利于该铜矿尾砂沉降的进砂浓度值为16%~17%。通过对比进砂浓度为16.5%条件下沉降试验实测值与预测值，证明该方法能够较好地预测尾砂的最佳沉降进砂浓度值。试验研究及分析为现场生产提供了实际指导，通过增加进砂浓度调节设施，并将各设施的相关参数在充填站控制系统中进行数据联锁，使进砂浓度始终保持在16%~17%之间，絮凝剂的添加量与进砂量匹配并维持在最佳添加量范围内，实现了砂仓顶溢流水澄清，提高了充填尾砂的利用率。     

低温离解高温自还原制备细颗粒蓝色氧化钨

研究采用仲钨酸铵作为原料,先在回转炉中200℃条件下进行低温煅烧,脱去部分结晶水与氨,再在500～750℃高温条件下利用剩余的氨进行自还原,最终制备出费氏粒度低至9.8μm的细颗粒蓝色氧化钨。研究分析了仲钨酸铵晶体在煅烧分解过程中的化学成分变化以及低温煅烧后晶体颗粒粒度与形态的变化,比较了常规的高温还原法与试验研究介绍的方法所制备的蓝色氧化钨在粒度与微观形貌上的区别。最终通过试验数据分析,该方法可以在不显著增加能耗的条件下有效地制备出费氏粒度在9～12μm的细颗粒蓝色氧化钨。     

胶固粉-全尾砂充填体强度特征试验研究

以胶固粉为胶结剂,对胶固粉-全尾砂充填体进行了单轴压缩试验,研究了充填体强度与质量浓度、灰砂比、养护龄期的关系,并与C42.5硅酸盐水泥充填体强度进行了对比分析。研究结果表明:在质量浓度一定的条件下,充填体强度增长速率随着养护龄期与灰砂比的增大呈减小的趋势。质量浓度的增大可有效提升充填体7d强度,但充填体28d强度主要受控于灰砂比。在相同质量浓度与灰砂比条件下,胶固粉-全尾砂充填体7d与28d强度总体优于C42.5水泥充填体。因此,在一定条件下,胶固粉-全尾砂充填体可有效降低因充填体破坏而导致的矿石损失与贫化,对保障安全生产,提高矿山经济效益具有一定的作用。