基于正交试验的充填集料配比优化研究

对某铜矿全尾砂和戈壁集料粒度进行了分析,结果表明,戈壁集料粒度分布区间广、粗颗粒含量高,全尾砂粒级偏细,将全尾砂添加至戈壁集料中可改善充填集料级配,从而提高料浆的流动性能。采用正交试验研究不同全尾砂-戈壁集料配比、料浆质量浓度和灰砂比条件下的料浆塌落度和泌水率,对试验结果进行方差分析,分析结果表明,浓度对料浆的塌落度值和泌水率影响最大,其次是充填集料配比,而灰砂比的影响很小;集料配比为25∶75、浓度为83%时,充填料浆的和易性及保水性能最佳,可有效避免充填料浆自流输送发生堵管事故。     

集料的分形特征及其对料浆和易性的影响

为了优化矿山充填集料配比,确定粗骨料充填的最佳尾砂掺量,采用分形维数来评价集料粒度分布。测试并分析了全尾砂∶戈壁集料为0∶100,10∶90,20∶80,30∶70,40∶60和50∶50条件下的粒度分布特征,并运用分形理论计算不同配合比集料的分形维数。选用泌水率和坍落度作为料浆和易性的评价指标,分析分形维数与泌水率和坍落度的变化趋势相关性。结果表明,三者均在尾砂掺量为30%之后变化趋势变缓,继续增加尾砂的掺量对于料浆和易性的影响较小,因此,最终确定尾砂最佳掺量为30%。     

全尾砂戈壁集料膏体凝结性与流动性研究

以某矿戈壁集料为粗骨料的充填膏体为试验料浆,采用正交设计法设计试验方案,研究质量浓度、灰砂比、尾砂与戈壁集料比及泵送剂添加量对抗压强度和塌落度的影响规律。对试验结果运用极差分析和多元回归分析方法分析。结果表明：灰砂比对膏体抗压强度的影响最大,各因素对塌落度的影响基本相当。根据矿山强度要求,假底充填配比应为：浓度77%~78%,尾砂与戈壁集料比2.5~3.5,灰砂比0.16~0.17,泵送剂添加量为1.5%~2.0%;打顶充填配比为：浓度77%~78%,尾砂与戈壁集料比3~4,灰砂比0.09~0.11,泵送剂添加量为1.5%~2.0%。     

金川二矿区胶结充填料浆可泵性影响因素分析

根据金川二矿区废石-全尾砂充填料浆在管道输送中的可泵性要求,试验测试充填料浆的塌落度、扩散度和分层度,通过测试结果分析料浆浓度、水泥添加量、配合比等因素对可泵性的影响程度,初步确定充填料浆的合理配比和浓度,为矿山进一步进行工业试验提供参考依据。     

基于正交试验的全尾砂胶结充填材料配比优化

以某矿山全尾砂为骨料、水泥和粉煤灰为胶凝材料制作胶结充填材料,采用正交试验探讨了料浆质量浓度、灰砂比和掺灰量对充填材料泌水率、7 d和28 d抗压强度的影响程度,并确定了最佳的全尾砂胶结充填材料配比方案。研究结果表明:料浆质量浓度是影响充填料浆泌水率的主要因素,料浆质量浓度为71%和74%时泌水率小于15%可满足工艺要求;灰砂比对充填材料7 d和28 d抗压强度的影响最大,掺灰量次之,料浆质量浓度最小;确定的最佳配比方案为料浆质量浓度74%、灰砂比1∶4、掺灰量10%。     

基于半水磷石膏自胶凝充填材料膏体特性实验研究

采用半水磷酸工艺副产物半水磷石膏及炉渣、尾砂等作为主要充填材料,进行不同物料组合配比实验,以料浆泌水率、扩展度、不同龄期试块单轴抗压强度等指标为判据,研究炉渣和半水磷石膏胶凝特性及最优物料组合与配比。结果表明,将炉渣与尾砂作为充填材料时,炉渣不具有胶凝性;半水磷石膏具有自胶凝性,料浆浓度70%,半水磷石膏与尾砂比例大于3∶1时,充填体单轴抗压强度能满足3 d不低于3 MPa的技术要求;随半水磷石膏添加量的增多,料浆流动性变差,泌水率升高;最优物料配比推荐半水磷石膏与尾砂质量比例为3∶1~4∶1可调。料浆浓度70%,泌水率3.5%~5.0%,满足膏体特征。此外,半水磷石膏作为充填材料时产生有害气体CO2、SO2,添加石灰可以有效抑制有害气体产生;添加石灰会影响充填体强度,最佳石灰添加量为其占半水磷石膏干料质量的3%。     

充填配比方案优化的正交试验研究

为解决国内某铜矿充填分级尾砂供应量不足,充填料浆离析严重,充填体强度低的问题,应用正交试验展开了充填配比方案优化研究,试验以充填料浆质量浓度、灰砂比和细砂含量作为影响因素,以试块28 d单轴抗压强度、充填料浆泌水率和充填料浆扩散度作为试验指标,运用极差和方差分析法分析影响因素对试验指标影响的敏感性和显著性。试验结果表明：影响试块强度敏感性最强的因素是灰砂比,影响料浆泌水率和料浆扩散度敏感性最强的因素都是浓度;灰砂比对试块强度影响显著,浓度和细砂含量都对料浆泌水率影响显著（其中浓度影响最显著）,浓度对料浆扩散度影响显著。最终推荐充填配比方案为充填料浆浓度70%~72%,灰砂比1∶6~1∶8,细砂含量15%~20%;最优充填配比方案为充填料浆浓度72%,灰砂比1∶6,细砂含量15%。     

基于优化尾砂粒径的膏体充填工艺技术研究

本文分别测试了分级粗尾砂及分级细尾砂粒粒径组成,并根据测试结果,提出在分级粗尾砂中添加一定比例的细尾砂,改善尾粒径分布,从而制备出膏体充填料浆,其最佳添加比例为粗尾砂∶细尾砂=5∶5~6∶4;同时开展了充填料浆流动性试验、泌水率试验及强度配比试验,并根据试验结果,结合矿山生产实践,综合分析推荐充填工艺参数为充填浓度74%~76%、灰砂比在1∶4~1∶10之间,其不仅能够保障充填料浆安全可靠输送,且充填体28 d强度最高能够达到3 MPa以上,从而确保了回采的安全性;最终根据以上推荐的充填工艺参数,确定了充填工艺流程及系统方案,生产实践证明,此方案能够满足充填生产需求,充填系统运行可靠,工艺参数稳定,从而极大地提高了充填体质量,为进一步的回采工作提供了安全保障,实现安全高效开采。     

全尾砂-戈壁集料胶结充填试验研究

对阿舍勒铜矿全尾砂、各采砂场戈壁集料、钢渣水泥分别取样进行了全尾砂化学成份、全尾砂及戈壁集料全粒级组成、基本物理参数等的测定,对不同全尾砂及戈壁集料比例、不同灰砂比及料浆浓度进行了配比优化试验研究,试验得出了充填料浆的合理制备参数及充填试块的强度特征,为充填系统的改造及工业试验提供了依据。     

建筑垃圾膏体充填材料配比优化试验研究

为优化建筑垃圾膏体充填材料技术参数,以建筑垃圾为骨料,粗粉煤灰基为胶结材料,采用正交试验方法分析料浆质量浓度、灰料比及细骨料所占比例对充填体的塌落度、分层度、泌水率及单轴抗压强度的影响。结果表明:灰料比对膏体塌落度和泌水率有重要影响,膏体质量浓度和灰料比是分层度、充填体抗压强度的主要影响因素;灰料比越大,膏体塌落度越大,泌水率越大;膏体质量浓度越大,分层度越小;细骨料所占比例对膏体塌落度、分层度和泌水率的影响不明显。综合考虑多种因素,最终选择灰料比为1∶2、质量浓度为76%、细骨料所占比例为45%为最佳配比方式。     

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...     

安庆铜矿高浓度尾砂结构流充填工艺参数设计

为解决安庆铜矿充填系统工艺技术问题,将现有的分级尾砂充填系统改造为高浓度结构流充填系统。通过对该矿尾砂材料进行取样,在实验室分别进行了全尾砂粒径、物理化学参数测定试验,沉降及泌水试验以及充填料浆扩散度测定试验。根据料浆的沉降性能和扩散度试验结果,设计了48组充填料浆配比试验,并对试块进行了单轴抗压强度测定。研究表明:(1)在该矿现有的分级尾砂中添加一定比例的细尾砂(添加量占总尾砂量15%~20%),可使得充填料浆的均匀性得到较大提升,可以实现充填料浆由现有的两相流转变为结构流;(2)在结构流充填料浆中,当灰砂比为1∶10~1∶4、浓度为70%~72%、28 d标准养护龄期的充填体强度为0.9~3.47 MPa时,可以满足该矿大直径深孔嗣后充填采矿工艺对充填体强度的要求。     

混合充填集料粒径与级配对料浆流动性影响

在充填采矿中利用选矿尾砂、采掘废石是降低充填采矿成本的重要途径,混合料浆集料的粒径级配对充填料浆管道输送的流动性、抗离析及管道阻力具有显著影响。采用土力学中的曲率系数及不均匀系数来评价集料级配不能合理评价混合充填骨料级配优劣。针对金川矿山棒磨砂、全尾砂和戈壁砂混合充填骨料,开展了混合充填料浆的塌落度和流变特性试验,研究混合骨料的细度模数、-75μm细颗粒含量及粗细比对料浆塌落度和流变参数的影响。试验结果表明,在一定质量浓度的范围内,充填料浆塌落度与粗细比呈凸二次曲线关系,与-75μm细颗粒含量呈负线性关系,与细度模数呈正相关关系;料浆的初始剪切应力和粘度系数与细度模数、粗细比呈负相关关系,与-75μm细颗粒含量呈正相关关系。由此可知,采用混合骨料时,细颗粒含量和粗细比两个指标能够合理评价混合骨料的级配优劣。     

基于正交实验的赤泥-粉煤灰膏体充填材料配比优化

为了解决赤泥、粉煤灰等工业固废的堆放对环境产生的危害,同时降低矿山充填材料的高成本问题,试验采用拜耳法赤泥、粉煤灰制备矿山充填材料。采用正交试验方法以及MATLAB进行线性回归预测和3D可视化模型建立,得出影响赤泥基膏体充填强度及塌落度、泌水率的因素及回归方程。实验结果表明:料浆质量分数是影响塌落度的主要因素,其中58%料浆浓度的塌落度效果最好;赤泥粉煤灰比是影响充填料浆泌水率的主要因素,赤泥粉煤灰比为3∶2可以满足工艺要求;水泥掺量对试块的早期强度影响最大,料浆质量分数次之,赤泥粉煤灰比最小。因此,选择料浆浓度58%、赤泥粉煤灰比3∶2,水泥掺量10%为赤泥粉煤灰膏体充填的最优配比。     

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...     

喀拉通克铜镍矿戈壁-冶炼渣胶结充填试验研究

新疆喀拉通克铜镍矿采用戈壁料作为矿山充填骨料,随着国家对矿山开采环保要求的不断提高,开采大量的戈壁料,不仅破坏生态环境,而且充填成本过高。同时矿山存在大量的冶炼渣、尾砂等固体废弃物难以处理,故本文基于冶炼渣、尾砂等固废开展制备充填料浆试验研究,从而实现固废生态化充填利用技术,进而降低矿山充填成本。本文首先分析了冶炼渣、尾砂等固废物理化学特性,测试了不同骨料配比组成料浆的流动性及泌水性能,确定了最佳的比例参数范围,并在此基础上开展了充填体强度测试试验,最终结合矿山采矿工艺对充填体的强度要求,确定了最佳的配比参数。     

基于级配的某铅锌矿充填集料优化研究

甘肃某铅锌矿采用戈壁集料作为充填集料,由于充填浓度较低,粗骨料严重磨损管道,排水工作量大,胶凝材料消耗量大,充填成本居高不下。为此,该矿山对充填集料级配进行优化,用一部分选厂全尾砂替换戈壁集料而形成混合集料,按戈壁集料：全尾砂为0.7∶0.3、0.75∶025、0.8∶0.2、0.85∶0.15和0.9∶0.1的比例分别研究其粒级组成和级配,最终确定0.7∶0.3时为最佳级配。通过实验室试验,对各比例混合集料的和易性进行测试,最终得出的结果与级配研究相符,说明研究结果对优化矿山充填集料具有很好的指导意义。     

分级尾砂+戈壁集料在杜达铅锌矿的工业应用试验研究

杜达铅锌矿全尾砂为极细尾砂并且含S量高,全尾砂不能作为单一的充填集料进行充填,否则后期强度会出现崩解的现象,并且采矿方法对早期强度要求也较高。通过对充填骨料的物理化学试验分析、流动性能试验分析以及强度配比试验研究,决定采用分级尾砂+粗骨料(戈壁集料或废石等)作为充填料进行充填。在充填料浆的配方选择上,首先保证料浆流动性以及充填料浆强度符合要求,其次兼顾各充填料的产、消平衡关系。最终选择的充填料浆配方完全能满足现场工业应用,充填料浆浓度高、不脱水、不离析、流平性好。     

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。     

分级尾砂料浆输送性能及流变特性试验研究

以莱西金矿分级尾砂、C料为试验材料,对分级尾砂进行粒径分析、沉降试验、泌水率试验、坍落度试验。试验得到莱西金矿分级尾砂属于粗粒级尾砂并且属于不良级配,充填料浆的保水性能与灰砂比、浓度呈正相关性。并对充填料浆进行流变特性试验,对试验所得屈服应力、塑性黏度随灰砂比变化进行拟合,得到屈服应力与塑性黏度的增长模型,其基本符合指数函数变化规律。屈服应力与灰砂比、料浆浓度呈正相关性,塑性黏度与料浆浓度呈正相关性,与灰砂比呈负相关性。试验研究结果对指导充填工程系统设计、调节充填材料配比、确定管道输送参数等具有重要的现实意义。