膏体尾矿屈服应力的塌落度试验研究

屈服应力是高浓度非牛顿膏体的关键流变参数,是膏体充填输送系统设计的基础。工程应用中采用塌落度这一经验参数评判其流动性,却无法获取准确的屈服应力参数值。通过构建圆柱和圆锥2种理论模型并利用模型与流变仪的测试结果对比,明确塌落度与屈服应力的反比例关系;通过模型计算屈服应力,在较低屈服应力,圆柱比圆锥模型计算结果准确。尾砂膏体塌落度试验表明增大塌落筒的尺寸可以提高模型计算结果的准确性。添加胶结剂的塌落度试验,因胶结剂的物理化学作用,颗粒间产生絮网结构形成悬浊液,料浆更加均质,却增加了料浆的内摩擦力,屈服应力升高。不同粗砂比的塌落度试验显示:因添加的粗颗粒降低了物料整体的比表面积,物料吸附水的能力下降,使大量水分子由吸附态转变为游离态,增强料浆的可流动性使料浆屈服应力显著降低。     

尾矿膏体流变学塌落度与屈服应力试验研究

随着我国经济建设对矿产资源需求的不断增长,选矿废物—尾矿的处置问题亟待解决。矿山尾矿膏体填充和地表堆放将是今后的发展方向。而尾矿膏体的输送及堆放系统的设计需要膏体流变参数试验为依据,常规试验主要是采用流变仪、黏度计及塌落度试验。而塌落度试验因其设备操作简单而成为现场进行流变学参数测定的实用方法。为了进一步探讨塌落度圆柱体尺寸对试验结果的影响,笔者利用不同高度、不同直径的圆柱筒及HAAKE VT550黏度计进行试验,用Bingham、HerschelBulkley和Casson 3个流变学模型进行数据分析。两种试验方法的数据比较表明,高度为100 mm、直径为50 mm的圆柱筒可得到最佳的试验结果。同时对膏体塌落度试验理论模型及其近似公式结果进行了比较,研究结果可为尾矿膏体系统的工艺参数、膏体的地表堆放及膏体的充填设计提供可靠的设计依据。     

基于微型塌落筒和稠度漏斗的膏体充填料浆流变参数预测研究

充填料浆流变参数的准确测定是合理评价其管道输送特性的关键,目前充填料浆流变参数主要采用流变仪测试,工程适用性较差。基于圆锥塌落筒模型和圆柱塌落筒模型,结合流变仪测试,对比分析了不同形状尺寸塌落筒测试屈服应力的准确性,确定了微型塌落筒最佳形状尺寸为柱形 100 mm×100 mm;在此基础上构建了屈服应力-塌落度关系模型,经验证在无量纲屈服应力范围为 0~0.1 时该模型可以准确计算料浆屈服应力;通过自制稠度漏斗测试充填料浆流出时间,探索流变仪测试塑性粘度与流出时间关系,结果表明相同质量浓度时,料浆流出时间与其塑性粘度呈负相关关系,料浆质量浓度变化时其流出时间与塑性粘度关系不明显。     

神经网络在膏体充填质量模型中的应用

煤矿膏体充填质量受多因素影响,且具有非线性特性,用数理统计的方法直接建立充填质量模型很困难。为了减少试验次数、降低试验费用,通过神经网络建立的膏体材料充填质量模型明显优于传统的回归分析法,利用膏体充填材料塌落度与主要影响因素浓度、胶结料用量、细集料用量的关系模型,可以有效预测膏体充填材料的塌落度。     

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%。     

纹山某铅锌矿山全尾砂膏体充填材料实验研究

为建立全尾砂膏体充填系统,须对膏体充填材料进行实验研究。实验研究包括分析全尾砂理化性质、进行絮凝沉降实验、塌落度实验、单轴抗压强度试验。实验结果表明：该铅锌矿全尾砂作为充填骨料是可行的;絮凝剂的合理添加量为20g/t时,沉降效果最佳。膏体充填料适宜泵送充填质量浓度为81%,根据充填地点和目的,采用不同灰砂比的全尾砂膏体充填料进行充填。     

不同减水剂对某矿高浓度充填料浆输送性能影响研究

本文采用聚羧酸减水剂、萘系减水剂和三聚氰胺减水剂，通过实验分析不同减水剂及添加量对充填料浆塌落度及扩展度的影响，将测得的塌落度值与Murate模型理论相结合，计算料浆屈服应力。结果表明：当加入0.05%的聚羧酸减水剂，料浆的屈服应力从接近400 Pa降为小于60 Pa，有利于管道输送，继续增加聚羧酸减水剂为0.2%时，料浆开始发生离析；加入萘系减水剂的料浆，当添加量为0.5%时，料浆的屈服应力小于60 Pa，流动性达到最优，继续加入萘系减水剂对充填体强度带来负面影响。加入三聚氰胺减水剂的充填料浆，减水剂的最优添加量为0.5%，小于0.5%时，无法满足自流输送的要求，大于0.5%时，将影响高质量料浆的形成。综合三者的屈服应力及经济成本分析，聚羧酸减水剂的使用效果要优于萘系减水剂及三聚氰胺减水剂，更有利于改善料浆的流动性。     

基于正交设计的某矿超细全尾砂膏体材料配比试验研究

针对我国膏体充填的技术现状,结合某铁矿的生产实践情况,以超细全尾砂、废石与水泥混合制成膏体,运用正交设计的试验方法确定了各影响因素对超细全尾砂膏体各性能指标的影响程度。结果表明:由于超细尾砂的强吸水性,质量浓度对控制膏体塌落度具有主导的控制作用;对于充填体的前期强度(3 d和7 d),抗压强度的影响程度从大到小依次为质量浓度、灰砂比、尾废比,而对于后期强度(28 d)来说,其影响程度从大到小依次为灰砂比、尾废比、质量浓度;确定质量浓度为78%,尾废比为9∶2,灰砂比为1∶25时,膏体的各项性能指标均能达到实际生产和成本控制的要求。此研究可以为同类型的铁矿膏体充填提供一定的理论与技术支持。     

新型胶凝材料在某铁矿配比方案优化中的应用

为解决国内某铁矿充填成本高,充填体早期强度低,充填料浆堵管等问题,基于正交试验展开了充填配比方案优化设计。试验以胶凝材料类型(A)、质量浓度(B)、灰砂比(C)为影响因素,以尾砂料浆塌落度、尾砂胶结体3d、7d、28d单轴抗压强度为评价指标,运用极差和方差分析法对比研究了各因素对试验指标的敏感性。极差分析表明:对胶结体3d、7d强度影响顺序为ACB,对胶结体28d强度的影响顺序CAB,对全尾砂料浆塌落度的影响顺序为BAC。方差分析表明:胶凝材料类型对胶结体3d强度影响显著;灰砂比及胶凝材料类型对胶结体7d强度影响显著;各因素对胶结体28d强度均无显著影响;料浆浓度对全尾砂料浆塌落度影响显著。最终,根据充填工程实际需求,推荐的最优方案胶凝材料类型为TC-Ⅱ,料浆质量浓度为76%,灰砂比为1∶6。     

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。     

商品混凝土塌落度控制的研究

根据商品混凝土的生产特点和质量要求，在Visual Basic 6．0的环境下，开发混凝土搅拌控制与监测计算机辅助系统。特别针对商品混凝土塌落度的研究，采用了前馈控制算法，通过测定沙子的含水率来改变实际的物料配比以迎合由大量权威试验得到的配比表。对于水泥含水的不可测性及石块大小的不规范性等带来的干扰因素，采用了古典控制论中的反馈补偿算法，从而逐步调整实际物料的配比，使混凝土塌落度逐步逼近到我们所要求的合理范围之内，做到塌落度的自动控制。     

聚丙烯纤维对膏体充填料流动性影响的分析

掺入聚丙烯纤维的膏体中能有效改善充填体的抗压强度及峰后韧性,但由于聚丙烯纤维膏体的流动性与材料特性之间关系复杂,在一定程度上严重影响了膏体的管输阻力.以某矿山全尾砂和棒磨砂为试验材料,研究聚丙烯纤维掺量及长度对膏体流变性能的影响规律,建立不同纤维掺量及长度下的膏体塌落度及扩展度回归模型,并在此基础上计算出聚丙烯纤维膏体的经济成本.研究结果表明:塌落度及扩展度随聚丙烯纤维长度和掺量的增加而减小,聚丙烯纤维长度和掺量基本与塌落度呈负线性关系,聚丙烯纤维掺量与扩展度基本呈负指数函数关系;影响塌落度及扩展度的顺序由大到小依次为纤维掺量、纤维长度,且扩展度受聚丙烯纤维长度和掺量的影响大于塌落度;与未掺聚丙烯纤维相比,掺入纤维的膏体 塌 落 度 降 低 了０．７７％ ~５．０２％,扩 展 度 降 低 了３．７０％~３６．５４％,膏体成本增加了２．９５％~１５．６１％.最后,建立了关于纤维掺量及长度的流动性回归模型,回归效果显著.     

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。     

似膏体充填料浆配合比的实验研究

为达到似膏体充填料浆流动性好，强度高且成本低的要求，通过实验进行了料浆配合比的研究。结果表明：在实验范围内，强度随凝石含量的增加而线性增加，塌落度随粉煤灰含量的增加先增加后减小，在粉煤灰含量为24％时达到最大值。最终确定的料浆配合比技术上可行，经济上合理。本文对推进充填采矿技术的发展具有重要意义。     

温度对膏体充填料浆流变特性影响试验研究

为了探究膏体的流变特性,取某尾砂制备不同质量浓度、灰砂比的尾砂料浆,采用Brookfield R/S+型流变仪和TC-550型制冷/加热式循环浴温度控制设备进行了膏体流变特性测试。结果表明,膏体料浆屈服应力和黏度随温度的变化与灰砂比和浓度有关。当灰砂比一定时,低浓度料浆屈服应力随温度增加不断减小,高浓度料浆屈服应力随温度升高先增加后减小; 当料浆浓度一定时,随着水泥比例增加,屈服应力随温度升高从不断减小到先增加后减小,且水泥比例越大,使屈服应力开始减小的温度越高。黏度变化情况与屈服应力类似。     

大尹格庄金矿全尾砂胶结性能试验研究

矿山全尾砂胶结充填技术可以有效地保护矿山有限的土地面积,降低尾矿库的库容压力,与此同时,也可以提高矿石回收率,降低损失率和贫化率,实现矿山无废排放。本次试验采用取自大尹格庄金矿的全尾砂为骨料,普通325#水泥为胶结剂进行相似材料试验,针对影响充填体强度的灰砂比、料浆浓度和龄期这三个因素进行沉降试验、塌落度试验和黏度试验。根据180个试块的抗压强度试验数据,分析得到充填体强度与以上三个因素的正相关关系,依据7d充填体的强度数据确定大尹格庄金矿的合理充填配比,为大尹格庄金矿充填采矿系统提供理论依据。     

基于推镗滚压和刮削滚光的缸筒尺寸误差分析

研究了推镗滚压和刮削滚光加工后的千斤顶缸筒的内径尺寸和圆柱度随时间变化的规律,选取6件400 mm立柱缸筒进行了试验,并运用插值法对试验数据进行了分析。结果表明:推镗滚压和刮削滚光加工后的缸筒的内径尺寸和圆柱度变化趋势一致,尺寸变化可分为震荡变化区段、缓和变化区段和基本稳定区段;圆柱度的变化较尺寸变化更为剧烈,自然时效168 h后开始稳定;推镗滚压的尺寸偏差和圆柱度离散程较刮削滚光小,其尺寸偏差的标准差约为刮削滚光的70%,圆柱度的标准差约为刮削滚光的65%;自然时效时间控制在168 h左右为宜。     

阿舍勒铜矿集料配比对料浆和易性的影响研究

戈壁集料料浆在管输过程中粗颗粒易离析,阿舍勒铜矿为降低堵管风险而添加一定量的尾砂改善料浆和易性,针对尾砂、戈壁集料的粒度进行分析,在此基础上进行不同集料配比的塌落度试验,确定集料配比与料浆和易性之间的关系,同时对最佳充填浓度下的料浆泌水率进行测试,探究良好和易性及保水性能的集料配比。试验设计全尾砂与戈壁集料的配比为15∶85,20∶80,25∶75和30∶70,确定最佳的充填浓度为81%,料浆的和易性随尾砂添加比例的上升先改善后变差,塌落度试验和泌水试验均表明配比为25∶75时料浆具有良好的和易性及保水性。     

某金矿尾砂合理级配及其膏体料浆流变性质试验研究

尾砂级配是影响膏体充填料浆力学特征和流变性质的主要因素之一。配制8组不同颗粒级配的尾砂试样,在实验室进行充填料浆扩展度、屈服应力、粘性系数的试验测试,对比分析了尾砂级配对充填料浆特性的影响。试验结果表明:在一定范围内,随着尾砂中+100目含量的增加,形成的充填料浆扩展度逐渐增大,屈服应力和粘性系数逐渐减小。由优化组合后的合理级配尾砂制备成的膏体充填料浆在同等条件下流变特性最优。试验数据可为该矿膏体充填工艺设计提供参考。     

建筑垃圾再生骨料膏体充填环管试验

在煤矿膏体泵送充填开采理论技术基础上,为分析以建筑垃圾为骨料、粉煤灰和添加剂为细集料的膏体充填材料的基本性能变化和流变特性,利用室内膏体充填模拟系统进行了膏体充填材料的配比试验和管道输送试验。膏体充填材料配比为添加剂∶粉煤灰∶建筑垃圾=1∶4∶6,试验采用质量浓度自高到低加水调制方案,操作包括3个步骤：试验准备、膏体充填材料制备、泵送试验和数据采集。试验结果表明：该种膏体充填材料的塌落度和分层度随泵送时间的增长而减小,质量浓度则稍有增加,经4 h管道输送后,质量浓度为76%的膏体充填材料塌落度、分层度分别达到18.5 cm、0.9 cm;膏体质量浓度、流速和充填管径是充填管道阻力损失的主要影响因素,质量浓度为76%,流速在0.8~1.1 m/s之间较为理想。