胶结充填料浆在冒落区中渗流的模拟

利用模拟实验装置,在实验室模拟研究了胶结充填料浆在冒落区空隙中渗流的情形,得出了料浆流量与料浆粘度和所流过的砂石层渗透率之间的关系,从而证实了胶结充填料浆在冒落区空隙中的渗流符合达西定律.为实施冒落区胶结充填技术提供了依据.     

充填料浆沉缩性能试验研究

沉缩率是矿山充填工程的一项重要指标,严重制约着充填接顶的质量。以保山金厂河铅锌矿的全尾砂为试验材料,研究了全尾砂的泌水沉缩特性与规律,分析了不同料浆浓度、水泥添加量对沉缩性能的影响。结果表明：①胶结充填料浆沉缩率小于非胶结充填料浆。②在胶结充填料浆中,随着料浆浓度增大,料浆沉缩率会逐渐减小。③在充填料浆浓度为60%～68%范围中,随着灰砂比增大,料浆沉缩率会逐渐减小;在料浆浓度达到70%时,料浆沉缩率变化幅度很小,基本没有沉缩。     

基于均匀试验的矿山充填料浆配比优化研究

以胶结充填体单轴抗压强度和料浆扩散度为试验目标函数,以充填料浆质量浓度和砂灰比为配比参数,建立基于均匀试验的矿山充填料浆配比优化模型,并揭示配比参数对充填料浆及胶结体性能的影响。根据试验因素和水平,选取均匀设计表,按均匀试验设计方法设计了12组抗压强度和扩散度试验,利用均匀设计软件回归分析了胶结充填体强度和料浆扩散度与各参数之间的关系。结果表明:均匀试验数据与回归方程计算结果基本一致,试验方法可信度高;该充填料浆最佳参数为:料浆质量浓度x1=72%,砂灰比x2=4,此时胶结充填体强度最大且充填料浆具有良好的流动性,与试验结果一致。综上所述,均匀试验设计方法为充填料浆配比优化研究提供了一种新的有效途径。     

煤矿高浓度胶结充填料浆管道输送特性研究

将粉煤灰、煤矸石、水泥、水四种材料按不同比例混合,通过加入适量添加剂,经搅拌机充分搅拌而形成高浓度胶结充填材料。以输送阻力系数作为考察指标,分析了不同材料配比、不同料浆浓度时高浓度胶结充填材料浆体的流变特性,以期为得出充填料浆的最佳配比提供参考。     

铜山铜矿全尾砂充填料浆流变特性试验研究

针对铜山铜矿全尾砂胶结充填料浆管道输送技术存在的实际问题,采用RST+SST型软固体流变仪进行了料浆流变特性试验,揭示了料浆屈服应力和粘度系数随料浆浓度和灰砂比变化的规律;利用试验得到的料浆流变特性参数,进行了管道输送临界流速、沿程阻力损失的计算以及充填参数验证。结果表明:料浆浓度为65%～70%、充填流量为64～80m3/h、管径为108mm时,工作流速和输送压力均能满足矿山自流输送要求,为全尾砂胶结充填料浆管道输送系统设计提供了基础。     

不同温度场下充填体热稳定性特征

为揭示不同温度场下粉煤灰尾砂胶结充填体性能演变规律,以粉煤灰尾砂胶结充填体为研究对象,通过控制料浆温度和养护温度,采用单轴压缩试验,探讨了不同温度场下充填体抗压强度与加热时间的关系,以及不同料浆温度下充填体抗压强度与温度场的关系.结果表明,温度场一致时料浆温度越高,充填体抗压强度越大,加热时间越长,充填体抗压强度越小,即料浆温度与充填体抗压强度正相关、加热时间与充填体抗压强度负相关;温度场影响下,高料浆温度充填体的抗压强度均更大,且温度场温度越高,这种效应越显著,料浆温度合理调控对于抵抗高温下充填体强度损耗有积极作用.研究结果可为不同温度差异的尾砂胶结充填提供理论支撑.     

钢渣基尾砂胶结充填体强度与流变特性研究

针对水泥作为胶结材料会增大充填采矿成本的问题,采用钢渣、矿渣及生石灰作为材料开展钢渣基胶结材料的研究工作,并对钢渣基充填体的强度及流变特性进行了详细分析。研究结果表明:矿渣含量对充填体7 d强度的影响程度高于钢渣含量,而钢渣含量对充填体28 d抗压强度的影响程度大于矿渣含量;钢渣基胶结充填体的抗压强度随着钢渣含量增大总体上表现出先增大后减小的趋势,钢渣含量为30%时,充填体的抗压强度基本达到最大值;在相同的胶结材料含量及料浆浓度下,钢渣基胶结充填体的7 d及28 d抗压强度均明显高于水泥基胶结充填体,充分体现出钢渣基胶结充填体具有更好的力学性能;随着料浆浓度增大,不同灰砂比下钢渣基充填料浆的流变参数均表现出明显增大趋势,但胶结材料的含量变化不会对钢渣基充填材料的屈服应力产生显著影响。结合流变试验可知,钢渣基充填体的料浆浓度可设计为62%～64%,在该浓度范围内的屈服应力未超过200 Pa,料浆体现出了良好的输送性能。     

低品质矿渣协同粉煤灰制备充填胶结料及参数优化研究

针对尾砂充填成本高、固结效果差的问题，本文采用低品质矿渣、粉煤灰等活性材料制备充填胶结料，并对料浆参数进行优化，以期在满足充填要求的前提下，降低充填成本。首先对实验材料进行物化特性分析，采用正交实验和极差分析确定胶结料配比，并分析其水化机理；其次以料浆配比实验分析了胶砂比、质量浓度对充填体强度、料浆流动性和稳定性的影响；最后采用多属性决策模型对料浆参数进行优化，获得了满足矿山要求的料浆优化参数。研究结果表明：低品质矿渣复合胶结料配比为熟料8%、脱硫石膏14%、粉煤灰10%、矿渣68%,熟料水化促进矿渣和粉煤灰水解，并发生水化生成大量凝胶，在脱硫石膏作用下生成少量钙矾石，随着水化产物增多，强度逐渐增加；充填体强度均随着料浆质量浓度和胶砂比的提高不同程度增大，塌落度和泌水率均随着浓度和胶砂比的提高逐渐减小；充填料浆优化参数为胶砂比1∶4,质量浓度70%。通过实验验证，充填料将满足矿山要求。     

高浓度全尾砂料浆管道输送数值模拟研究

高浓度全尾砂胶结充填采矿法在地下黑色金属矿山中应用广泛,高浓度全尾砂胶结充填料浆管道输送技术是研究该采矿方法的重要内容。以吴庄铁矿高浓度全尾砂胶结充填开采为背景,根据该矿山需要达到的充填能力,选择内径为90 mm、113 mm和122 mm的充填管道,采用双精度流体力学软件fluent-2ddp研究高浓度全尾砂料浆在充填管道内的流动状态。根据矿体的赋存状态、矿山生产规模和充填料浆的性质,构建管道输送系统数值模型。设定管道入口和管壁的边界条件,进行料浆输送过程的数值解算,分析解算结果。研究结果表明,与90 mm和122 mm管道输送相比,113 mm管道输送料浆的压力损失和流速最合理;料浆在弯管内侧流速骤增,且显著大于外侧;料浆流速在管道断面上近似抛物线分布,最大流速位于管道中心的上方。     

胶结充填系统充填料浆浓度的稳定控制

在胶结充填系统的充填站自动控制中,充填料浆浓度度的控制直接影响充填质量。为了实现充填料浆浓度的稳定可靠控制,本文从工艺角度出发,改变料浆制备过程,从而改变其自动控制过程,通过二级控制实现浓度稳定控制的目的,为实际应用提供新的思路和借鉴作用。     

胶结充填体渗透性试验研究

胶结充填体的渗透性是其重要性质之一。在充填采矿中,胶结充填料浆充入采场或采空区后,要求其具有良好的透水性,能够较快地疏干排水,以便能够缩短回采周期,减少挡墙和滤水井的压力。采用自行设计的渗流仪进行了结构流胶结充填体的恒水头渗流试验和变水头渗流试验,得到了不同配比的胶结充填体的渗透系数,研究了物料配比与胶结充填体渗透系数的关系以及胶结充填料浆在充入采场后的渗流规律。结果表明,灰砂比相同时,胶结剂中水泥含量越高的胶结充填体的渗透系数越低;充填料浆在充入采场后,开始时以恒定的渗透系数渗流,经过一段时间后,随着胶结剂的胶凝作用,充填体渗透系数开始降低,待水完全疏干后,从塑性体料浆变成具有一定强度的弹塑性充填体。     

运载和胶结尾砂型料的全尾砂胶结料浆研制

全尾砂胶结料浆在全尾砂型料的管道输送和矿山充填中，既作为载流体又作为胶结剂，不仅应具有良好的流动性和稳定性，而且应具有良好的胶凝性和固化性。研究全尾砂胶结料浆的可泵性、管输特征和胶结性，通过实验探讨浓度、灰砂比、添加剂等对砂浆输送性和胶结性的影响，分析其改善全尾砂胶结料浆性能的作用机理，确定输运性和胶结性最优匹配的全尾胶结料浆的组成和配比。     

煤矿高浓度胶结充填料浆管道沿程阻力研究

以新阳煤矿充填开采项目为背景,通过流变试验研究高浓度胶结充填料浆的流变特性,确定其流变参数,并结合充填料浆沿程阻力损失的理论计算公式,计算出不同配比下料浆的沿程阻力,最后通过环管试验进行验证。结果表明:高浓度胶结充填料浆的屈服应力和黏度系数随粉煤灰掺量的增加而增大,其流变模型可近似用宾汉模型表示;基于宾汉模型,提出了高浓度胶结充填料浆沿程阻力损失的理论公式;运用该理论公式计算出料浆在水平直管中的阻力损失的理论值;利用环管试验进行验证,其结果与理论值相差不超过3%,无堵管现象,验证了理论公式在实际应用中的可靠性。     

胶结充填系统充填料浆浓度的稳定控制

在胶结充填系统的充填站自动控制中,充填料浆浓度的控制直接影响充填质量.为了实现充填料浆浓度的稳定可靠控制,本文从工艺角度出发,改变料浆制备过程,从而改变其自动控制过程,通过二级控制实现浓度稳定控制的目的,为实际应用提供新的思路和借鉴作用.     

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％～...     

似膏体充填料浆质量神经网络辩识

似膏体充填是一种新的胶结充填模式。料浆的质量至关重要。为了保证似膏体充填料浆的质量，本文提出了用BP神经网络对其进行辨识，通过辨识初步建立了似膏体充填料浆质量的隐式模型，该模型具有较强的拟合功能和预测能力，为优化似膏体充填料浆质量提供了理论支撑。     

金川二矿废石胶结充填料浆搅拌方式的研究

在金川二矿废石胶结充填系统中,料浆搅拌的均匀性直接影响充填料浆的管输稳定性、井下料浆的流动性、井下充填体的强度等方面。研究通过试验,在前期试验得出的料浆浓度、废石尾砂比的条件下,分析搅拌线速度及搅拌时间对料浆均匀性的影响,并得出适用于矿山的搅拌制度。     

浓度对大直径管道内料浆输送特性的影响

以大直径管道输送超细全尾砂胶结充填料浆技术为研究对象,构建大直径输送管道三维模型,基于三维单精度解算器Fluent-3D中Reliable k-epsilon模型,研究大直径管道内浓度对超细全尾砂胶结充填料浆输送特性的影响。结果表明,在充填倍线为3的条件下,灰砂比为1〖DK(〗∶〖DK)〗6的超细全尾砂胶结充填料浆在200 mm直径管道中输送时,在弯管下部内侧管壁位置出现空蚀区,随着浓度的增大,空蚀区范围先增大,后趋于稳定;随料浆浓度的增大,浓度小于64%时,管内料浆平均流速线性增长,料浆浓度大于64%时,管内料浆平均流速先增大后减小;随着料浆浓度的增大,浓度小于68%时,料浆在管内流动的压力损失以较大速率增长,浓度大于68%时,料浆流动的压力损失增长缓慢。研究认为,66%浓度为200 mm直径管道输送超细全尾砂胶结充填料浆的最佳输送浓度。     

沿空留巷新型煤体充填材料的力学性能研究

通过参考典型煤矿沿空留巷的胶结充填体强度资料,并进行强度计算,获得经验方程,据此确定司马煤业公司1206工作面沿空留巷的新型煤体充填材料强度,得出充填料浆配比设计依据。以司马煤业公司工作面端头回收的煤和自行研发的胶结材料制备充填料浆,涉及的非煤材料有水泥、石子、沙子及特定的添加剂。以料浆各个材料的力学性能为基础,确定了最佳的充填配比。     

絮凝剂在立式砂仓连续充填工艺中的应用

石人沟铁矿充填站采用全尾砂胶结充填,由于砂仓结构低矮,溢流水跑混现象严重,既影响了选矿生产用水又限制了充填料浆浓度,絮凝剂(PAM)的投入使用彻底解决了以上问题,目前该充填站溢流水完全达到工业排放标准,充填料浆浓度也得以提高。