基于环管试验确定粗骨料膏体充填料浆管道输送参数

以粗骨料膏体充填料浆管道输送为研究背景,基于环管试验测试了不同质量浓度、不同灰砂比、不同充填流量、不同管径条件下的粗骨料膏体管道输送阻力;分析了影响粗骨料膏体充填料浆管道输送阻力的影响因素;最终依据矿山实际生产现状,结合环管试验结果,确定最佳的粗骨料膏体充填参数为:输送能力90m3/h、膏体充填料浆质量浓度80%、灰砂比1∶10~1∶6、输送管径Φ165×12、输送流速1.6m/s。从而为矿山粗骨料膏体充填系统设计及管道输送系统设计提供可靠的数据支撑。     

凡口铅锌矿高浓度尾砂充填材料特性试验研究

针对凡口铅锌矿目前充填浓度低,生产成本高,尾砂利用率不足等问题,研究了不同充填材料的配比参数,分析了不同条件下料浆流动性变化规律和管道输送阻力特性。结果表明,为满足采场机械化开采需要,采场浇面充填宜选择分级尾砂作为骨料,灰砂比为1∶4,质量分数为76%,充填体强度R3≥3.0 MPa;非浇面充填可选择混合尾砂作为骨料,灰砂比为1∶4,质量分数为70%,充填体强度R28≥3.0 MPa。充填料浆采用内径130 mm管道输送,流量为60 m~3/h时,分级尾砂料浆和混合尾砂料浆管道输送阻力分别为1.77 MPa/km和1.97 MPa/km。基于矿山现有充填管网系统及管道参数,采用高质量分数充填时,管网系统充填倍线均小于料浆自流充填倍线,均可实现自流输送。     

粗骨料膏体充填料浆流变特性与管道输送阻力计算

通过粗骨料膏体充填料浆流动性及泌水率试验,测试了粗骨料膏体流动性及泌水率,确定了粗骨料膏体可实现管道输送的质量浓度范围,并理论分析建立了基于流变参数计算粗骨料膏体料浆管道输送阻力数学模型;同时,在可实现管道输送粗骨料膏体料浆质量浓度范围内,采用美国Brookfield公司的RST-SST型软固体流变仪测试了不同浓度、灰砂比条件下的粗骨料膏体料浆流变参数;结合管道输送阻力数学计算模型,计算不同浓度、灰砂比、管径及流量条件下的粗骨料膏体料浆管道输送阻力;最终根据计算结果及矿山生产情况,选取了最佳的粗骨料膏体料浆管道输送参数,为粗骨料膏体充填料浆管道安全、可靠输送提供了支撑。     

粗骨料长距离复杂工况下向泵送充填技术与应用

针对某磷矿山粗骨料长距离复杂工况下向泵送充填技术难题,开展粗尾矿破碎筛分试验,确定合理的充填骨料级配;通过研发型号为CSKY01的粗骨料浆充填改性剂,改变料浆性能,保证料浆在管道中长时间不分层不离析且兼具良好的流动性,确定了合理的充填材料和最优级配。同时,通过研发高稳定性膏体大管径低流速输送、大转弯半径零紊流减阻输送、胶凝料浆与非胶凝料浆分流输送、低浓度料浆稳态满管超前导流下向泵送等成套技术,解决了传统充填系统中堵管事故频发、管道阻力大、系统破损严重等技术难题,在长为8 km管道、20 km²大矿区实现了低能耗充填、高可靠性下向泵压输送,取得了良好的经济效益。     

某矿全尾砂膏体充填自流输送可靠性分析

为探究某矿全尾砂充填料浆的管道自流输送可靠性,对各配比全尾砂充填料浆的塌落度、稠度、分层度、屈服应力及塑性黏度进行了测试,对当前充填系统条件下所推荐配比全尾砂料浆的临界流速和充填倍线进行了计算。结果表明,料浆质量浓度为70%～74%时表现出较好的流动性能;灰砂比1∶4、质量浓度74%的全尾砂充填料浆的临界流速较实际工作流速小,最大允许充填倍线为4.69,大于矿山绝大部分采场实际充填倍线;综合判断,矿山全尾砂可以作为充填料浆骨料。     

某铀矿尾矿库尾渣充填材料特性试验研究

广东某铀矿利用井下废石充填,针对废石充填料不足、井下废石运输线路调度复杂导致采场充填周期长、采矿效率低等问题,以该矿尾矿库尾渣作为充填试验材料,研究尾渣不同骨料粒径、灰砂比、料浆质量浓度对充填体强度、坍落度以及泌水量的影响。结果表明:在几种不同规格尾渣粒径下,料浆泌水量均能够满足井下充填要求,5mm尾渣不仅能够满足采矿工艺要求,而且破碎成本较低、料浆流动性好。推荐采用5mm破碎尾渣作为矿山充填材料,5mm尾渣料浆在充填配比1∶6,DN130管道输送时,管道阻力为2.930kPa/m。     

废石尾砂胶结充填材料流动与强度性能的研究

为了解决极细全尾砂作为充填骨料制备充填料浆脱水困难、充填体强度偏低的问题,通过开展废石尾砂胶结充填试验,改善充填骨料粒级组成,研究废石掺量对充填料浆流动性能及充填体强度的影响规律。结果表明:相比较全尾砂胶结充填,掺入废石可以显著改善充填料浆的流动性能,提高充填料浆的输送浓度;在相同灰砂比和浓度情况下,废石尾砂胶结充填体强度高于全尾砂胶结充填体。因此,废石尾砂胶结充填体可以降低灰砂比,减少水泥用量,消纳地表废石。在云南金厂河矿山开展工业试验,确定了充填参数为浓度80%、灰砂比1∶8、废石掺量60%,原位取芯平均抗压强度为3.36MPa,满足采场充填体强度设计要求。     

煤矿充填料浆的配合比研究

为了提高煤矿充填材料的性能,采用煤气化粗渣和特细沙作为骨料,以普通水泥作为胶凝材料配置了充填材料。测定了料浆的塌落度和充填体的强度。结果表明:随着特细沙含量的增加,料浆的塌落度降低;当充填骨料的不均匀系数K0满足塔博方程(K0=4~5)时,充填体的强度最高。在煤气化粗渣作为粗骨料,水泥含量为8%的条件下,特细沙作为充填细骨料的充填性能优于煤气化细渣。     

奥尔托喀讷什锰矿粗骨料胶结充填体试验研究及配比优化

充填体材料的强度及充填体料浆的浓度、流动性和阻力坡降等是矿山充填体系统设计的关键指标,事关矿山的充填质量及矿山生产安全。为了保证矿山安全生产和降低矿山充填成本,针对奥尔托喀讷什锰矿矿山现状,选取了风化较少的青黑色废石和风化较多的土黄色废石,分别开展了材料基本物化性质试验、充填料胶结强度配比优化试验研究、充填料浆流变参数及输送性能研究等一系列试验。研究了不同粗骨料、水灰比、养护时间及料浆浓度对粗骨料胶结充填体单轴抗压强度、塌落度及充填体料浆流动性的影响,并进一步对粗骨料胶结充填体物料配比进行了优化。实验结果表明:当粗料为全粒径≤10 mm混合废石、灰砂比为1∶4时,充填体试块强度最大,料浆不易堵管或大量堆积于管道中;料浆浓度保持在82%～80%时,充填料浆的和易性和流动性较好;充填体料浆流速随浓度的下降快速上升,静料柱高也显著下降。     

冶炼铜选尾渣对废石粗骨料充填料浆特性改性研究

针对废石粗骨料高浓度自流充填料浆离析、充填体分层严重,及冶炼铜渣污染大、处理难的矿山实际难题,本研究以铜渣尾砂作为细骨料对废石粗骨料充填料浆进行改性为指导思想,通过强度试验、塌落扩展度、分层度及泌水率试验研究了铜渣尾砂对废石高浓度充填的影响.结果表明,添加铜渣尾砂细骨料对充填体的早期强度几乎没有影响,但能大幅提高充填体...     

煤矸石高浓度充填料浆流变参数测试方法研究与应用

近年来,采用煤矸石为骨料的似膏体或膏体充填采煤技术开采"三下"压煤已成为煤矿绿色开采的一个重要方向。分析充填料浆流变参数是充填管输系统设计的基础工作。针对常规流变仪无法测试煤矸石高浓度充填料浆流变参数的实际问题,根据充填料浆粗骨料、粘度高的物料特征和流变参数测试原理,研制了煤矸石高浓度充填料浆流变参数测试仪和相应的测试方法。采用自制流变仪对公格营子矿似膏体充填料浆的流变参数进行了测试分析,确定了充填料浆管道输送的摩阻系数,为该矿充填管道系统优化设计提供了科学依据。     

阿舍勒铜矿粗骨料充填料浆流动性能研究

采用流动性模拟试验的方法,研究阿舍勒铜矿破碎废石与戈壁集料作为粗骨料的充填料浆的流变性能。结果表明,充填料浆的流变参数随着破碎废石的加入有降低的趋势,相同浓度条件下,加入破碎废石的料浆流动阻力虽有所降低,但其保水性与和易性变差,不易形成稳定流体,且大颗粒破碎废石通常呈现不规则状,滑动摩擦较戈壁集料颗粒的滚动摩擦更容易造成管道磨损,因此充填骨料中不宜掺入破碎废石。     

充填体脱水试验

采空矿房以胶结充填料充填时,充填混合料沿管道输送至充填地点。通常,当用水量大和细粒含量高时,充填混合料输送性能良好。根据骨料中泥质和粉状颗粒的含量,1米。充填体含水量可达0.6米~3,而胶凝剂水化作用耗水量为0.07～0.12米~3。     

某铀矿尾矿库尾渣充填材料特性实验研究

广东某铀矿利用井下废石充填,针对废石充填料不足、井下废石运输线路调度复杂导致的采场充填周期长、采矿效率低等问题,选用该矿尾矿库尾渣作为充填试验材料,研究尾渣不同骨料粒径、灰砂比、料浆质量分数对充填体强度、塌落度以及泌水量的影响规律。结果表明：在几种不同规格尾渣粒径下,料浆泌水量均能够满足井下充填要求,5 mm粒径尾渣不仅能够满足28 d充填体强度不小于1.5 MPa的要求,而且破碎成本较低、料浆流动性好。5 mm粒径尾渣料浆在灰砂比1︰6,料浆质量分数75%的条件下,选用DN130规格管道输送时,管道阻力系数为2.930 MPa/km。     

三通装置在管道自流充填采场改口的应用

矿山高浓度细砂管道自流冲填中,在采场改口或者设备临时故障时,必须停机清洗管道或者为确保管道稳流而持续注水,将大量的地表水通过管道输送到井下采场,造成料浆浓度大幅度降低,对采场充填体破坏极大,同时也易造成跑灰、漏浆,对生产造成严重影响.在管道输送系统加装三通装置后,避免了因采场改口造成的频繁停机和洗管注水,实现了持续高浓度充填,提高了充填体强度.     

高硫尾砂充填体强度特性及外加剂应用研究

为解决某铅锌矿细粒级、高含硫尾砂充填时强度偏低、后期强度劣化的问题，通过对充填材料进行分析，采用粗骨料与全尾砂作为充填骨料进行充填，开展了充填材料配比、强度特性室内试验研究，并根据高硫尾砂特性研发了CKY充填外加剂。结果表明：全尾砂与粗骨料配比为8∶2和7∶3时，充填料浆保水性均较好，质量浓度为76%～78%的料浆具有较好的和易性，不发生沉降或有少部分尾砂沉降，适合充填；尾砂含硫量达32%,充填体试块在60 d、90 d龄期时出现不同程度劣化，加入了2%添加剂后，全尾砂∶粗骨料为8∶2的充填体前、后期强度增长明显，全尾砂∶粗骨料为7∶3的充填体前期强度虽未增长，但后期强度增长明显，且未出现强度劣化现象，表明CKY添加剂对于维持充填体强度的效果较好。     

破碎风化砂粗骨料高浓度充填料浆输送阻力特性分析

矿山充填管道输送系统的设计主要依据充填料浆输送阻力的特性参数,依此来确定输送方式、管径、流速等输送参数,某银矿通过改造矿山闲置的一套混凝土搅拌站,采用矿山周边地表丰富的风化砂经破碎后作为充填骨料制备充填料浆,为了确定管道输送参数,通过流变仪对不同配比的充填料浆的流变参数进行测定,计算不同工况条件下的管道阻力损失数据,同时与经验公式计算的结果进行比较,从而为矿山充填输送系统设计提供依据。     

基于 L管实验的全尾砂膏体流变特性研究

膏体的流变特性是影响膏体管道输送的重要因素。为获取膏体充填料浆真实的输送流变特性,利用 L 管实验装置,基于宾汉塑性模型获得膏体料浆的屈服应力及塑性粘度,得到不同料浆浓度和灰砂比条件下的管道输送阻力和充填倍线。结果表明：料浆浓度和灰砂比的上升都会导致剪切应力的增加,充填倍线的降低,其中,料浆浓度是影响充填体流动特性的最关键因素,而灰砂比是影响膏体强度的关键因素,但是膏体浓度的影响也不能忽视。根据 L 管和强度特性实验结果以及一二步骤采场的强度和输送需求,分别推荐了采场最佳膏体配比。     

安庆铜矿高阶段矿柱回采的充填体稳定性研究

安庆铜矿采用大直径深孔采矿法两步骤回采矿房、矿柱，其回采高度近１２０ｍ。充填体稳定性是高阶段矿柱回采过程中一个关键性技术难题。为确保尾砂胶结充填体质量，进行了充填料配比、管道输送、相似材料模型、采场充填体质量检测等试验。在矿柱回采时采取了调整落矿爆破参数、实行强化出矿与强化充填等措施，使高阶段矿柱回采得以顺利进行。     

金川矿山混合充填料浆环管试验系统与管输特性研究

料浆流变特性是影响管道输送的重要因素,其流变参数是进行料浆管道输送阻力分析的重要指标。针对金川矿山充填材料的复杂多变性,开展了多种混合充填料浆流变特性研究和管输阻力因素分析。首先,简要介绍了金川矿山充填料浆管道输送的环管试验系统及检测技术;然后,概述了金川矿山充填料浆环管试验的部分研究成果。通过分析不同条件下的充填料浆管道输送试验成果,揭示了多种混合充填骨料粒径级配、料浆浓度、管道流速和水灰比对管输阻力的影响规律。最后,给出棒磨砂集料的高浓度充填料浆优化配比,为金川矿山安全、高效和高浓度充填法采矿奠定了基础。