矿山废石与胶结细尾砂混合充填方案

建立矿山掘进废石和胶结细尾砂混合充填模型,通过对不同配比的矸石与胶结细尾砂充填料的物理力学性质测试,提出了适合矿山充填作业的废石与细尾砂充填方案,效果良好。     

废石-铜渣尾砂混合骨料配比优化试验

针对金川矿区粗骨料充填料浆离析问题,选择掺铜渣尾砂改善骨料级配,在混合骨料粒径级配分析基础上,进行废石-铜渣尾砂混合骨料充填体强度试验和料浆管输特性试验。试验结果表明:掺入适量铜渣尾砂,能有效改善粒径级配,提高充填体强度;铜渣尾砂添加量、胶凝材料添加量和料浆质量浓度对充填料浆管输特性的影响各不相同,但在一定范围均对料浆管输特性有益。最后以单位充填成本为优化目标,以各龄期强度和28d沉缩率为约束条件,得出满足充填强度要求的最低成本配比方案,即胶凝材料为270kg/m~3,废石为857.4kg/m~3,铜渣尾砂为423.2kg/m~3,料浆浓度为80%,水为420.2kg/m~3,此方案下的充填成本为92.6元/m~3,相比当前156元/m~3的充填成本,降低了约40.6%。验证试验结果为:3,7,28d强度和28d沉缩率分别为1.62,3.80,6.91MPa和9.23%,均满足矿山胶结充填要求。     

废石尾砂胶结充填体强度性能及物料配比参数试验研究（增刊）

某矿地处高原,当地水泥成本高,若采用全尾砂进行充填,充填体强度偏低,充填成本较高。废石尾砂胶结充填可以降低水泥单耗,为矿山充填方案选择提供了技术思路。本文通过充填配比试验研究了废石尾砂胶结充填体强度性能,确定了废石尾砂胶结充填物料配比参数,为充填方案论证提供了依据。通过试验可知,相同水泥单耗情况下,废石尾砂胶结充填体强度显著高于全尾砂胶结充填体,60%~65%的尾砂浆浓度、50%的废石添加量可使废石胶结充填具有较优的强度性能及流变性能。     

金厂河多金属矿尾砂胶结充填试验研究

为保障金厂河多金属矿充填系统的正常运行,亟需确定适合矿山条件的最佳充填参数。通过矿山取样和实验室试验研究,结合矿山采矿方法所需的胶结充填体强度,确定了一步骤采场充填料浆浓度为72%,底部采用分级尾砂胶结充填,灰砂比为1∶4;中上部采用全尾砂胶结充填,灰砂比为1∶6。研究成果可为确定同类矿山尾砂胶结充填参数提供参考。     

全尾砂充填性能试验研究

针对拟使用充填法将深部矿产资源采出的某矿山,为研究充填性能,取其尾砂进行试验,通过探索充填料浆性能在灰砂比和质量浓度有差异时的变化情况,判断灰砂比和质量浓度对充填料浆性能的影响。采用极差分析法获取两者影响充填料浆性能的主次关系,明确充填料浆配比的适合范畴,随之建立代表料浆性能参数和两因素之间的回归方程。由试验可得:在灰砂比1∶4～1∶12、料浆浓度66%～74%的情况下,料浆流动性能受质量浓度的影响较灰砂比大,但影响充填体强度的关键要素还是灰砂比。根据该矿山的生产需要及室内试验,再联系灰砂比、浓度与充填料浆性能参数间的回归方程,推荐选择最佳参数,灰砂比1∶8,料浆浓度72%。     

某铅锌矿尾砂胶结充填配比试验

胶结充填工艺的关键在于充填材料、充填配比、料浆浓度、充填体强度等的确定以及充填方案的适用性和经济性.从充填材料的成分、粒径分布入手,通过不同配比、不同浓度试块的强度试验,探究经济合理的灰砂比及浓度,为矿山实施尾砂胶结充填提供依据.最终确定,回收矿柱时,灰砂比为1:6,处理采空区时,灰砂比为1:16,料浆浓度均为65％～...     

某铜矿全尾砂/废石复合充填料浆流变特性研究

全尾砂充填料浆流变性能对管道输送及充填体强度有重要影响。对某铜矿充填料浆采用不同配比实验,通过实验数据选取合适的流变模型,用Origin模拟出回归方程,研究了屈服应力、表观黏度与质量浓度、废石掺量、灰砂比的关系。结果表明,屈服应力随质量浓度升高而增大,当全尾砂质量浓度超过70%,屈服应力显著增大;质量浓度为72%时,适量掺入废石能提高充填料浆的初始表观黏度,废石量超过10%,初始表观黏度则会逐渐降低;浓度低于66%,对初始表观黏度几乎没有影响;废石掺量为0时,灰砂比越大,屈服应力越大;废石掺量为10%、20%时,灰砂比大小对屈服应力几乎无影响;废石掺量为30%、40%时,灰砂比越大,屈服应力越小;质量浓度对屈服应力影响最为显著。     

基于正交实验的废石-磷尾砂充填材料配比优化研究

为改善磷矿山固废物的赋存问题,采用正交实验法,开展了废石、磷尾砂充填配比研究。基于SPSS多元非线性回归分析,研究充填体单轴抗压强度、泌水率及坍落度的影响因素,确定较优配比并开展半工业实验进行可靠性分析。实验结果表明：当废石尾砂比为6∶4时,充填性能达到较优;当充填料浆的质量浓度为78%、水泥掺量为280 kg/m³时,充填体泌水率达到较优并满足高流态的泵送要求,符合矿山充填工艺要求。     

分级细尾砂充填试验研究

受尾砂细度的增加和环保政策法规要求日趋严格的影响,国内部分矿山开始采用“分级细尾砂充填、粗尾砂综合利用”这一开发模式。然而,尾砂级配的改变必然会引起尾砂浓密、充填料浆输送以及充填体强度的变化。鉴于此,针对某金矿分级细尾砂开展了充填试验研究。试验结果表明：相比于全尾砂,分级细尾砂中25μm以下颗粒含量增加了17.18%,150μm以上颗粒含量减少了7.61%;分级细尾砂浓密效率不及全尾砂,分级细尾砂相比全尾砂进料质量浓度降低了2.65个百分点,絮凝剂添加量增加了10 g/t,处理量降低了0.23 t/(m²·h);分级细尾砂充填料浆输送性能不及全尾砂充填料浆,在充填料浆流速1.47 m/s、2.06 m/s、2.45 m/s情况下,质量浓度66.15%的全尾砂充填料浆管道压力损失分别比质量浓度64.13%的分级细尾砂充填料浆管道压力损失降低了36.46%、39.37%、40.17%;分级细尾砂充填体强度低于全尾砂充填体强度,相比于全尾砂充填体,对应料浆状态及灰砂比的分级细尾砂充填体3 d强度降低了50%～80%,28 d强度降低了30%～70%。研究结果对该矿分级细...     

尾砂充填料浆泌水特性及其对充填体影响研究

通常认为充填配比固定时,尾砂充填料浆浓度决定充填体强度,但该观点未考虑料浆泌水对充填体的影响.利用测试模具,测试并分析了不同配比与粒级组成的尾砂料浆泌水特性及其对充填体的影响.研究发现:1)少量水泥添加即可显著抑制料浆泌水,采用微胶充填可实现充填采场泌水控制.2)料浆泌水会显著降低不同初始浓度料浆间的浓度差.但泌水后各...     

响应面法优化海泡石悬浮剂的工艺研究

以海泡石为主要原料,探究悬浮剂最佳悬浮率的工艺。选定改性剂质量、增稠剂质量、反应时间、反应温度作为影响因素,以静置2 h的悬浮率为评价指标。在单因素试验设计法的基础之上,采用响应面分析,确定最佳工艺条件,得到最佳悬浮率。5 g海泡石当使用改性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)质量为0.25 g、增稠剂聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的质量为0.05 g、反应温度为77℃、反应时间为2.5 h时,实际悬浮率为92.693%,接近预测值92.755%。     

响应面曲线法优化贵州某磷块岩浮选工艺研究

对贵州某沉积钙质磷块岩进行了浮选工艺研究。采用H₂SO₄为氟磷灰石抑制剂、BW-1为白云石捕收剂,进行了浮选单因素试验; 在此基础上进行了正交试验,并采用响应面曲线法进行了浮选条件优化。确定了最佳浮选条件为: 磨矿细度-0.074 mm粒级占60%、H₂SO₄用量13.20 kg/t和BW-1用量400 g/t。采用一段反浮选试验流程,可得到精矿品位30.94%、回收率92.45%的磷精矿。研究结果表明,磨矿细度与H₂SO₄用量的交互作用对精矿品位影响显著,H₂SO₄用量和BW-1用量的交互作用对精矿回收率影响显著。     

响应曲面法优化含钼废渣冶炼MoFe工艺

对国内某钼业公司的氨浸渣和钼酸钙废渣进行了直接还原冶炼钼铁回收Mo的实验研究。通过单因素实验确定主要影响因素和水平后,运用基于中心组合设计的响应曲面法对影响Mo回收率的主要因素进行研究并优化。研究表明:熔炼温度对Mo回收率的影响最显著,碱度次之,保温时间影响最小。通过分析实验结果,建立了钼回收率的二次多项式模型,模型预测的最佳实验条件为:熔炼温度1 525℃,保温时间20.13 min,碱度1.29。在最佳实验条件下进行验证实验,实验结果表明:Mo回收率实际值与预测值具有良好一致性,相对误差仅为0.74%。     

废石尾砂充填结构体应力分布与覆岩变形移动规律研究

废石尾砂交替充填采场由废石和尾砂构成的充填结构体支撑采场顶板,其承载特性无法简单地由某一种材料的变形和强度参数描述,为了探究该充填结构体的应力分布与覆岩变形移动规律,利用大尺寸相似模拟装置对典型缓倾斜薄矿床废石尾砂交替充填开采过程进行模拟,采集、处理并分析采场顶板应力、未采矿岩应力、地表沉降、充填体承载情况和安全系数等指标的演化特征,在此基础上分析了废石尾砂充填结构体的承载和稳定状态。结果表明:废石尾砂充填结构体中由废石充填体承载采区顶板施加的大部分荷载,而尾砂充填体未充分发挥其承载作用,充填效率不高;借鉴高应力巷道柔性支护有效调动围岩自承载能力的理念提出了基于柔性接顶的应力协调思路,即利用弹性模量低于废石充填体的柔性材料前期收缩变形释放顶板一部分压力,调动矿岩和尾砂充填体承载能力并对废石充填体进行卸压。该思路有助于改善废石尾砂充填结构体的不均匀承载状态,提高采场整体安全性和充填效率。     

基于级配分析的充填强度优化研究

骨料级配是组成骨料的不同粒径颗粒的比例关系,良好的级配可以充分发挥骨料的强度效应。针对金川镍矿使用棒磨砂胶结充填时出现的强度低、水泥消耗量大等问题,对棒磨砂开展级配分析发现与Fuller级配差距较大,级配不良;以废石集料和棒磨砂为骨料,开展堆积密实度试验,进行级配分析,并开展充填体强度室内试验,结果表明:当砂石比为5∶5时,密实度达到最大值为0.728,该骨料级配与Fuller级配较接近,级配较好;在保持料浆浓度78%的条件下,采用废石+棒磨砂为骨料且砂石比5∶5,当水泥掺量为260kg/m~3时,充填体即可达到强度要求;金川公司以棒磨砂为骨料,同种条件下需要水泥掺量至少达到310kg/m~3,该配合比相较前者需要多消耗水泥20%以上。研究结果可为同类型胶结充填的金属矿山在优化骨料配比、提高充填体强度并降低水泥消耗、增加充填采矿效益方面提供指导。     

建筑物下矸石置换条带保护煤柱开采试验研究

针对许厂煤矿面临的村庄建筑物下的压煤、条带煤柱的置换开采、井下矸石处理3个主要问题,在矸石物理力学指标测试、数值模拟研究的基础上,提出了可行的矸石置换开采建筑物下条带煤柱的方案。结果表明,在保证地表变形在Ⅰ级保护范围内前提下,通过在条采煤柱中掘充填巷,并利用井下矸石进行充填的技术手段,对条带开采后留设的煤柱进行置换开采,是一条节约资源、保护环境、提高经济效益的科学之路。     

会宝岭铁矿全尾砂废石复合充填体沉降试验

全尾砂废石复合充填体沉降是一个复杂的非牛顿流体与固体混合物的连续介质力学加载过程,难以通过经验估算或理论推导获得其沉降规律。为研究会宝岭铁矿全尾砂-废石复合充填体沉降问题,通过相似模型试验的方法,对不同比例（高度）全尾砂、废石组成的复合充填进行室内试验模拟。结果分析表明：复合充填体中废石所占比例与其总沉降量呈递减函数关系;复合充填体总沉降量与时间的拟合关系为递减对数关系,且拟合曲线在15 d时斜率明显减小,故在15 d后复合充填体沉降量趋于稳定,可进行顶板胶结作业;比较不同废石比例的复合充填体沉降稳定所需时间,1/2废石比例的复合充填体沉降稳定最快。     

基于响应曲面法的崩落法采场结构参数优化

针对无底柱分段崩落法放矿过程中顶部、侧面和正面等各部位废石混入情况无法定量分析的问题,设计了一种原位替换法相似性物理模拟试验,得到了各部位废石混入量,找到了各部位废石混入关键点.利用Design-Expert中Box-Behnken方法设计了15组试验,系统研究了分段高度、进路间距和崩矿步距之间交互作用对废石混入的影响...     

因子设计和响应面法优化某胶磷矿浮选试验

为了对影响胶磷矿浮选的因素进行显著性分析及寻找最佳条件,通过结合部分因子设计和响应曲面法,利用Minitab软件,首先选用部分因子设计方法,对影响胶磷矿浮选的相关因素进行考察,结果表明,pH值和抑制剂用量对胶磷矿的浮选精矿回收率和P2O5品位均有显著影响,温度对于两个响应的影响均为最小。在因子设计试验的基础上,选取pH值和抑制剂用量同浮选精矿回收率和精矿P2O5品位构建响应曲面模型,结果表明,胶磷矿浮选最佳条件为:pH值为6.6714、抑制剂用量为1225.713 g/t,在该条件下,理论上可获得P2O5品位为30.5858%、回收率为83.6801%的浮选精矿。这种通过将因子设计和响应曲面法结合的方法可有效应用于试验设计中。     

基于响应面法的球销终镦工艺优化

为获得矿用设备常用球销终镦成形最佳工艺参数,提高球销成形质量,基于塑性成形理论,进行简单的模具设计,利用有限元软件对球销终镦成形过程进行仿真。结合响应面法,选取HALF模圆角半径、下模圆角半径、冷镦速度以及摩擦因数作为试验变量,设计响应曲面试验,建立二次多项式响应面模型,研究各试验因素对成形载荷大小的影响程度,并以成形载荷最小为优化目标,通过方差及回归分析,获得最优参数组合。结果表明:当HALF模圆角半径为3 mm、下模圆角半径为0.5 mm、冷镦速度为23.8 mm/s、摩擦因数为1时成形载荷最小。最后通过实际工艺试验验证了仿真的可靠性,证明通过数值模拟及响应面法获得最佳参数的方法是切实可行的。