某金矿膏体料浆流变特性研究与神经网络分析北大核心

通过研究某金矿的全尾砂基本性质,采用博乐飞RSR-SST型流变测试仪测定其膏体料浆的流变参数,获取流变曲线并分析其变化过程。利用BP神经网络原理,建立了以料浆质量浓度X_(1)、灰砂比X_(2)、容重X_(3)和扩展度X_(4)影响因素,屈服应力Y_(1)和塑性黏度Y_(2)两个流变参数的流变模型。结果表明:料浆质量浓度是影响流变特性的主要因素,料浆的扩展度次之,灰砂比和料浆容重影响最小;当质量浓度处于72%~74%时,灰砂比、料浆容重和扩展度对流变参数影响较小;全尾砂膏体流变参数随着料浆质量浓度、灰砂比呈线性增长;建立的流变函数模型在预测金矿充填料浆流变特性参数中的误差在可控范围、准确性高,可为管输沿程阻力计算、井下充填管网布置提供依据。     

基于深锥底流极限质量分数的全尾砂膏体配比参数优化

为克服全尾砂膏体充填配比未考虑深锥底流极限质量分数的缺陷,基于全面试验设计开展强度试验,对某铅锌矿全尾砂膏体料浆进行配比优化。采用全面试验设计,研究砂灰比、质量分数和养护龄期对全尾砂膏体单轴抗压强度的影响规律,并建立强度预测模型,依据充填体强度要求及深锥底流极限质量分数,对膏体充填料浆进行配比优化。研究结果表明：砂灰比、质量分数和养护龄期是膏体强度的重要影响因素,在4 d、7 d、28 d强度极差分析结果中,均为砂灰比极差大于质量分数极差,方差分析中两者P值均小于0.05,说明砂灰比对强度的影响更为显著;强度与砂灰比呈指数函数降低关系,与质量分数呈二次函数增长关系,与养护龄期呈对数函数增长关系;多元非线性二次多项式回归模型拟合精度较高,相关系数R²均在0.97以上;建立了满足充填体强度要求,以及深锥底流极限质量分数下膏体料浆制备参数的不等式方程组,并求解得出下向进路充填料浆最佳配比范围。     

全尾砂膏体料浆的流变特性研究

以某矿全尾砂充填膏体为试验料浆,采用正交设计法设计试验方案,利用R/S+SST型流变仪对全尾砂膏体进行流变测试试验,研究质量浓度、灰砂比和淬尾比（水淬渣/全尾砂）三因素对流变参数的影响规律。试验结果利用极差分析、方差分析和多元回归分析方法分析。结果表明：膏体的屈服应力与浓度呈单调递增函数关系。膏体具有料浆的触变性和剪切变稀等流变特征。在质量百分比浓度、灰砂比和淬尾比3个影响因素中,影响顺序为质量浓度＞淬尾比＞灰砂比;三因素中质量浓度对流变参数的影响比较显著。     

运动状态下全尾砂胶结料浆流变参数时变性研究

全尾砂胶结料浆在管路输送过程中流变参数具有时变性。以连续搅拌方式模拟料浆在输送过程中的运动状态,借助Brookfield流变仪研究了不同质量浓度和灰砂比条件下,搅拌时间对料浆流变参数的影响规律及作用机理。研究结果表明:1)当搅拌时间逐渐增加时,灰砂比1∶5,质量浓度分别为72%、74%和76%的全尾砂胶结料浆其屈服应力和黏性系数均随之增大,且料浆质量浓度越高,搅拌时间对料浆流变参数的影响越显著;2)质量浓度74%,灰砂比分别为1∶5、1∶10和1∶15的全尾砂胶结料浆屈服应力和黏性系数也随搅拌时间的增加而增大。料浆流变参数增大的主要原因为:料浆中水泥水化反应产生的具有凝聚网络结构的凝胶成分含量随时间的增加而不断增加。     

西藏甲玛铜矿全尾砂膏体充填料浆流变特性研究

西藏甲玛铜矿膏体充填料浆输送流量大,要求充填料浆具有良好的输送性能。通过对甲玛铜矿尾砂物化性质的研究以及对膏体充填料浆流变性能的测定,揭示了灰砂比、粉煤灰添加量、质量浓度3个因素对料浆流变性能的影响。得出实验结论:尾砂的密度为2.43 t/m3、松散容重为16.24 k N/m3、密实容重为19.43 k N/m3;尾砂粒度级配良好、化学性质稳定、沉降特性良好。在灰砂比、粉煤灰添加量、质量浓度3因素中,质量浓度为影响膏体充填料浆流变性能的主要因素。膏体充填料浆的屈服应力和黏度随质量浓度的增加而急剧上升,随灰砂比的增加而缓慢上升,受粉煤灰添加量的影响较小。     

基于倾斜管道实验的矿山充填膏体流变特性研究

膏体充填技术越来越多地被用于地下矿山开采中,膏体的流变特性是保证膏体顺利输送及充填的基本特征参数。传统膏体的流变特性分析主要以室内流变仪测试为主,测试结果与现场实际存在较大误差。因此为了获得膏体充填料浆输送过程中真实的流变特性,本研究基于流体力学理论对膏体管道流动过程中的受力状态进行了分析,设计了倾斜管道实验装置。借助均匀设计实验方法,研究了膏体质量分数、灰砂比、细粒尾矿添加量、粗颗粒添加量4种因素对某矿膏体流变特性的影响,得到了各因素关于浆体屈服应力及塑性黏度的函数关系。结果表明:对于层流状态下的宾汉流体,利用倾斜管道装置,能够简单、快捷地测定其相关的流变参数;浆体质量分数对流变参数起决定性作用,而灰砂比的影响可忽略,当细粒尾砂掺量12%,碎石掺量4%时,膏体具有较低的屈服应力及塑性黏度,其流动性较好。     

某矿山全尾砂似膏体料浆L管试验研究

某金矿目前采用立式砂仓自然沉降后的粗粒级尾砂进行自流胶结充填,充填效果不佳,拟采用全尾砂似膏体充填解决充填体泌水量较大、凝固时间长、强度低等问题。该矿全尾砂料浆达到膏体(似膏体)状态的质量浓度为72%~74%。管流阻力是充填料浆管道输送的重要参数,为探索该矿山全尾砂似膏体充填料浆的输送特性,开展了L管试验测定其管流阻力及流变参数。试验结果表明:该矿山全尾砂似膏体充填料浆在质量浓度72%~74%时具有一定的抗离析能力,工程上可实现长距离输送;随料浆质量浓度增加,流动阻力明显增大,料浆流速及可实现顺利输送的充填倍线减小;在管道内径100mm时,可实现顺利输送的充填倍线约为2.26~3.02。     

高硫极细全尾砂充填料配比及输送特性试验研究

针对某铅锌矿全尾砂具有含硫高、粒度极细的特点,在实验室进行了全尾砂充填料配比试验和输送特性测试。充填料配比试验研究表明,全尾砂充填体早期强度逐渐增加,后期强度呈现逐渐降低趋势,并且灰砂比越小,抗压强度降低越明显;灰砂比1:4、质量浓度72%的全尾砂胶结充填料能满足采矿工艺要求,但水泥单耗比较高。坍落度和流变特性测试表明充填料浆质量浓度在70%~72%时表现出明显的膏体特征。试验研究结论为矿山充填系统建设提供了重要依据。     

全尾砂充填料浆流变性能的实验研究

通过试验研究了新型胶凝材料T.C-I-全尾砂料浆、水泥-全尾砂料浆的工作特性和流变性能,并进行分析比较,揭示了全尾砂充填料浆的流变参数随灰砂比、质量浓度和剪切速率的变化规律。研究结果表明,T.C-I-全尾砂料浆的固结性能优于普硅水泥(P.O 42.5);当灰砂比低于1∶10或质量浓度高于77%~79%时,T.C-I-全尾砂浆的流动性和稳定性均优于水泥-全尾砂浆。     

尾砂充填料浆流变性能影响因素分析

在扩散度、坍落度实验的基础上,通过研究流变特性实验获得的流变参数,从尾砂性质、料浆浓度和砂灰比三个方面分析阐释影响尾砂充填料浆流变性能的原因。结果表明：充填料浆符合Hershel-Bulkley流体模型,在剪切速率0~220s_-1范围内,料浆浓度小于74%时均会达到层流与紊流的临界剪切速率,其实际值大于理论计算值;全尾砂经分级后,屈服应力、刚性系数整体下降,浆体的扩散效果、流动性变好;充填料浆浓度的增加造成料浆屈服应力、刚性系数整体增大,表现为扩散度、坍落度总体呈下降趋势;砂灰比与流变特性参数不呈线性关系,对尾砂充填料浆的流变性能影响较小。     

基于正交试验的膨胀充填料浆流变特性及管输阻力计算模型研究

针对某铁矿采用膨胀剂进行全尾砂胶结充填接顶,为探究不同浓度、灰砂比及膨胀剂掺量下的尾矿膏 体流变特性及管输阻力的计算模型,采用三因素三水平正交试验,开展全尾砂胶结膏体流变试验。 试验结果表明:料 浆浓度是影响膨胀充填料浆屈服应力与塑性粘度的主要因素,灰砂比次之,膨胀剂掺量对屈服应力的影响较小,对塑 性粘度几乎无影响;结合极差、方差分析及正交试验数据,建立了流变参数的计算模型,该流变参数模型满足多元非 线性回归方程,并基于传统阻力计算公式,提出了考虑质量浓度、灰砂比、膨胀剂掺量的管输阻力新模型。 并以罗河铁 矿为工程背景验证了管道阻力计算新模型的准确性,表明采用考虑质量浓度、灰砂比、膨胀剂掺量的阻力计算新模型 相比传统仅考虑流变参数的阻力计算模型更符合膨胀充填料浆在水平管道所受实际阻力。     

全尾砂料浆流变特性试验

利用尾砂进行胶结充填,不仅可以有效避免尾砂堆存引起的环境、土地等问题,还可以有效保障矿区人员的人身和财产安全。充填尾砂的强度和流变特性对采空区的稳定性及料浆输送过程的难易程度有重要影响。在对某铁矿全尾砂物理化学性质研究的基础上,通过控制剪切速率的方法(CR法)研究不同灰砂比、不同质量浓度充填料浆的流变特性。结果表明:料浆流变曲线适合用宾汉塑性体的流变特征来描述;料浆的屈服应力随着料浆浓度的增加而增大,在灰砂比一定时,屈服应力与料浆浓度之间呈指数关系;在同一质量浓度条件下,充填料浆的屈服应力值变化不大;灰砂比为1∶6,1∶8和1∶10的充填料浆,当其浓度由72%增加到74%时,料浆的屈服应力呈现大幅度的增长;料浆的粘度系数随着质量浓度的不断增加而增大,粘度系数随着灰砂比的增大基本呈现增大的趋势,但是灰砂比对其影响不显著。     

尾砂颗粒级配对水泥-钢渣基复合充填料浆流变特性及力学强度的影响

针对胶东半岛某金矿尾砂充填料浆流动性差、充填体质量低等问题,以该矿全尾砂为研究对象,以当地钢渣、脱硫石膏等工业固体废弃物制备新型胶凝材料,通过正交试验,探究尾砂粉磨时间、灰砂比、料浆质量浓度对充填料浆流变特性及力学强度的影响.研究结果表明,随着灰砂比和料浆质量浓度的增大,料浆黏度和屈服应力增大.尾砂粉磨时间从１５min增加至７５min的过程中,料浆屈服应力从３１．１７Pa增加至５４．５１Pa,增幅为７４．８８％,尾砂颗粒越细,较多的细颗粒会堆积在有效流动的料浆中,阻碍料浆正常流动,颗粒剪切接触越充分,屈服应力越大.随着尾砂粉磨时间的延长,细颗粒尾砂填充至胶凝体系大孔洞中,提高了充填体致密度,充填体抗压强度表现为上升趋势,但当尾砂粉磨时间超过４５min时,起骨架支撑作用的粗颗粒尾砂含量相对减少,颗粒间结构较松散,充填体后期强度增加越不明显.抗压强度极差分析结果显示,对充填体抗压强度影响的敏感性大小排序依次为:料浆质量浓度、灰砂比、尾砂粉磨时间.     

白象山铁矿全尾砂充填料浆的流变力学特性研究

白象山铁矿设计采用胶结充填法开采.对白象山铁矿全尾砂材料物理力学性能参数进行了实验测试,并对全尾砂料浆和胶结全尾砂料浆的粘度进行了测定研究.采用Bingham模型对充填料浆的流变特性进行描述,并采用COMSOL软件对影响充填料浆流变特性的水泥水化作用、灰砂比、水灰比、温度等主要因素进行了模拟研究.研究结论对于矿山充填具有较好的指导意义.     

甲玛铜多金属矿尾砂充填料浆流变性能影响因素分析

在扩散度和坍落度试验基础上,研究尾砂性质、料浆浓度和砂灰比对尾砂充填料浆流变性能的影响。结果表明,充填料浆符合Hershel-Bulkley流体模型,在剪切速率0~220 s-1,料浆浓度小于74%时均会达到层流与紊流的临界剪切速率,其实际值大于理论计算值。全尾砂经分级后,屈服应力、刚性系数整体下降,浆体的扩散效果、流动性变好。充填料浆浓度的增加造成料浆屈服应力、刚性系数整体增大,表现为扩散度、坍落度总体呈下降趋势。砂灰比与流变特性参数不呈线性关系,对尾砂充填料浆的流变性能影响较小。     

基于不同养护龄期的充填体强度多元线性回归分析

为探究灰砂比、料浆浓度对充填体强度的影响规律,利用某金矿全尾砂作为原料,制备料浆浓度为65%、67%和69%,灰砂比为1∶4,1∶10和1∶20的胶结充填体试件,开展单轴压缩试验。试验结果表明:全尾砂胶结充填体强度与灰砂比、料浆浓度之间呈多元线性函数关系。养护龄期对充填体强度影响最大,灰砂比次之,料浆浓度最小。充填体强度随养护龄期的增长遵循线性增长规律,且灰砂比和料浆浓度越大,强度随龄期增长速率越大。     

云南某锡矿全尾砂充填料浆流变参数研究

全尾砂充填料浆流变参数的确定对料浆管道输送时的阻力特性具有重要影响.通过控制剪切速率(CSR)法及双因素方差分析法研究质量浓度、灰砂比对充填料浆流变参数的影响规律.研究表明:某锡矿全尾砂充填料浆在低剪切速率下均出现一定的剪切稀化现象.全尾砂充填料浆的临界浓度上限为77％,超过临界浓度后,浆体的流变特性发生显著变化.双因...     

罗河铁矿全尾砂胶结充填配比优化试验研究

针对罗河铁矿充填料浆浓度波动大,充填料浆灰砂比等关键指标难以控制,并最终影响充填体质量等问题,开展了罗河铁矿全尾砂胶结充填配比优化试验,对充填材料的物理化学性质进行了测定。同时采用全面法试验,对不同质量浓度和不同灰砂比的全尾砂流动性、流变及其强度进行了对比分析,试验结果表明：罗河铁矿全尾砂-74 μm占比达59.87%,属于细粒级尾砂;由于胶固粉中添加了表面活性物质,能够提高料浆的流动性,导致灰砂比越大,料浆的流动性越好;质量浓度为66%~68%时,料浆屈服应力均在100 Pa以内;在满足自流输送和强度要求的前提下,推荐罗河铁矿一步骤充填料浆质量浓度为68%,灰砂比为1∶10,二步骤充填料浆质量浓度为68%,灰砂比为1∶16。     

粉煤灰全尾砂料浆流变特性及影响因素

在流变特性试验的基础上,运用流变学理论和统计学原理对全尾砂料浆的流变模型和流变参数影响因素进行了研究。深入分析了料浆质量分数、灰砂比、粉煤灰参量、温度以及胶凝时间等因素对流变参数的影响,揭示了其影响的主次顺序和影响规律,并建立了料浆流变参数、工作特性参数与主要影响因素的函数关系,丰富了充填工艺的理论依据。     

某铁矿山全尾砂高浓度胶结充填参数研究

某铁矿采用阶段空场嗣后胶结充填采矿法,选用全尾砂作为充填骨料,以P.O42.5普通硅酸盐水泥作为胶凝材料。为确定该矿全尾砂高浓度胶结充填参数,在分析全尾砂基本物化性质的基础上,研究了充填体强度、充填料浆流动性与灰砂比、充填浓度之间的关系。结果表明,该矿全尾砂可制备高浓度胶结充填料浆;放砂浓度为62%～66%、灰砂比为1:4～1:15时,充填体强度指标良好;该料浆具备自流输送的条件。