矿山充填料浆水力坡度计算

简要介绍金川镍矿充填料浆的特点、管输特性，对高浓度料浆水力坡度计算作了详细说明，并验证金川水力坡度经验公式不但适用高浓度非复合浆体，亦适用高浓度复合浆体，扩充了公式的适用范围。     

矿山充填料浆水力坡度计算

简要介绍金川镍矿充填料浆的特点、管输特性,对高浓度料浆水力坡度计算作了详细说明,并验证金川水力坡度经验公式不但适用高浓度非复合浆体,亦适用高浓度复合浆体,扩充了公式的适用范围。     

矿山充填工艺技术的发展及似膏体充填新技术

文章回顾了充填工艺技术的发展历程,分析了各种充填方式的利弊,并对管道输送特性、充填效果进行了定性比较。结合现代充填发展趋势,提出了似膏体充填新思想,论述了似膏体充填的关键技术及研究思路,并对已取得的研究成果作了简要介绍。     

膏体充填料浆管道自流输送分析及管线布置

自流充填具有充填效率高、工艺流程简单等优势,但膏体充填料浆由于浓度高,管道输送阻力大,易发生堵管等输送风险,因此,膏体充填料浆自流充填难度大.为了使膏体充填料浆实现安全可靠的自流充填,简化充填工艺流程,节约充填成本,本文以探究膏体料浆自流充填的可行性、确定膏体充填料浆自流充填条件为研究目标,通过试验确定合理的充填工艺参...     

膏体充填系统的基础知识

膏体充填料是一种可泵送、可流动的非牛顿流体，它通常由矿山尾砂和水泥构成。膏体由稀尾砂浆制备，依靠传统的浓密或过滤方法使尾砂浆脱水而制成。具有膏体稠度的充填料，通过脱水尾砂与水泥和水混合的方法制备，以获得所要求的中等塌落度混凝土的稠度。这种膏体可用混凝土泵泵送相当长（1km）的水平距离。然而更常见的是，膏体充填料依靠重力顺矿山竖井向下流动，然后水平地流至要充填的空区。另一种方法是，可以在管道的终端附近添加水泥。膏体中必须有一定比例的＜20μm细颗粒，但在对流动特性没有重大影响的情况下，也可添加集料级颗粒．设计一个能制备和充放膏体充填料的系统，需要进行详细的试验工作，必须测定脱水特性、混合料的强度以及管道中的摩擦阻力。制备站必须设计精良，而且必须用可编程序逻辑控制器（PLC）控制，因为质量控制要求高，以防管道堵塞和过压。少量水泥（3％～5％）就能使干硬充填料产生1．5～3．5MPa的强度．矿用膏体充填料的优点包括：减少矿井脱排水，节省劳动力和材料，需要堆存的尾砂量少，支护性能好，井下泄漏点少。在30％以上的矿石量可作为产品销售的某些情况下，可把全部尾砂充放到井下。膏体技术可用于地表或井下充放尾砂。     

矸石似膏体充填料浆临界流速影响因素研究

为探究矸石似膏体料浆在管输过程中的流变参数的影响因素,以公格营子矿矸石似膏体充填料浆为工程背景,使用CRT流变仪测试了不同浓度、矸石颗粒粒径下的矸石似膏体充填料浆的流变参数,运用流体力学和粒状物输送水力学分析了矸石颗粒在似膏体料浆的受力情况,运用Fluent软件对管道输送过程中不同流速、矸石粒径以及料浆浓度下的料浆流动状态以及粒子运动轨迹进行了模拟验证。结果表明,矸石似膏体料浆的矸石颗粒粒径大小和浓度会影响料浆的塑性粘度和初始切应力,进而对管道输送的临界流速产生影响。具体表现为在管输过程中,矸石粒径为15mm、20mm、较5mm和10mm更易下沉,料浆浓度达到76%时,料浆初始切应力增幅会出现急剧增加,随着料浆浓度增大,管输过程中矸石颗粒更不容易沉降。     

基于正交试验的粉煤灰膏体输送水力坡度影响因素研究

为研究影响粉煤灰膏体管道输送水力坡度的主要因素,采用输送环管试验进行水力测试,运用正交试验法对测试结果进行分析,定量确定了粉煤灰膏体水力坡度对不同管道流速、管径、料浆浓度的敏感程度,以及随各因素的变化趋势。结果表明,粉煤灰膏体输送水力坡度随流速及料浆浓度增加而加大、随管径增加而减小,且流速是影响水力坡度的最主要因素。为了提高粉煤灰膏体料浆的泵送性能,选用A_1B_3C_2输送方案,即流速1 m/s,管径125 mm,浆体浓度为53%。     

早期膏体胶结充填料的液化分析

评估膏体胶结充填料受动载荷而发生液化的可能性是至关重要的,因为液化的膏体胶结充填料可能会破坏隔墙和流入相邻的巷道而造成生产损失,并耗费许多资金进行清理,甚至有可能造成工伤事故.探讨现场膏体胶结充填料在各种条件下发生液化的可能性的研究方法是利用在现场测定的特性,准备有代表性的试样进行试验室试验,然后利用静态的三轴循环试验评估充填料的反应.试验结果表明,对于受试材料而言,早期膏体胶结充填料能抵抗静态液化,但是,当施加的应力比大于0.16时,受循环负荷的材料易被破坏.然而,重要的是不能夸大液化的危险,因为抗液化阻力随着养护期的延长和膏体胶结充填料强度的增长而加大.     

膏体充填自流输送系统特征参数分析

本文提出了膏体充填系统特征参数的概念，明确了其数学描述，在此基础上，深入分析了膏体充填系统特征参数的变化特点及其合理取值，指出了在充填系统设计时和对充填系统参数地调节时，考虑系统工作特征参数的重要性。特征参数是综合反映膏体充填系统运行状态的一个参数，是管径、流量、摩擦阻力系数（由反映膏体特性的参数塌落度、粒级分布、膏体浓度等决定）的函数，文中还分析了在摩擦阻力系数一定的情况下，流量与管径的制约关系     

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。     

膏体充填技术现状及趋势

膏体充填技术是充填关键设备突破和井下采矿需求共同发展的产物,该技术在我国得到迅速推广应用。随着膏体技术应用逐渐成熟,其正朝着精细化研究方向发展,旨在提高充填质量、降低充填成本。叙述了膏体充填概念、工艺特点及技术优势,介绍了膏体充填技术在国内外的发展历程和应用现状。对新型胶凝材料、全尾砂脱水技术、膏体流变学、硬化膏体多场性能和膏体微观性能等热点方向研究现状进行了分析。同时,对新疆伽师铜矿和赞比亚谦比希铜矿膏体充填系统做了介绍。最后,提出了膏体充填技术在中国的发展趋势。     

全尾砂膏体充填粉煤灰活性效应研究

为降低膏体充填成本,提高粉煤灰利用率,以粉煤灰替代部分水泥作为膏体胶凝剂。通过化学方法激发粉煤灰活性,设计了激发剂选型实验和优化配比实验,研究了化学激发下掺粉煤灰膏体强度的变化规律,旨在解决掺粉煤灰膏体早期强度低的问题。结果表明:三乙醇胺、NaOH、CaO能有效提高粉煤灰活性,而Ca(OH)2、Na_2SO_4、CaSO_4·2H_2O和CaCl_2对粉煤灰活性激发效果不明显。不同龄期三乙醇胺的最佳掺量一致,为粉煤灰质量的1.2%;Na OH激发时掺粉煤灰膏体不同龄期的强度随其掺量增加不断提高,掺量超过3%时,强度增长速度逐渐降低;不同龄期的CaO最佳掺量不一致,3 d最佳掺量为4%、7 d为2%、14 d和28 d为6%,CaO激发膏体后期强度不显著。     

国外膏体充填基础理论研究综述

膏体充填是将尾砂、胶结剂和水进行优化组合,配制成的牙膏状胶结体,通过管道以柱塞流的形态输送到充填采场。膏体充填与以往浆体充填相比有很多技术优势,如早期强度大有利于缩短充填时间,充填所需水泥用量少降低采矿成本等等,受到了世界各地现代矿山企业的青睐。本文基于对膏体充填技术发展史的回顾,总结了过去30年内世界各地对膏体充填技术研究的新进展,得出以下结论:膏体的充填材料成分及粒度分布对膏体的流动性能及力学性能有显著影响,膏体的配料中-20μm颗粒的含量必须大于15%;膏体属于结构流体,具有较高的屈服应力和黏度,管道输送速度小于1m/s,明确膏体的流动特性和如何降低屈服应力是其输送系统的关键;采场中充填后内部应力变化复杂,产生拱效应,由于拱效应的影响使充填强度大幅升高,在充填设计中需考虑拱效应以降低充填成本。     

破碎难采矿体的下向膏体充填法

伽师县铜辉矿业有限责任公司拜什塔木矿区1#矿体多年来采用无底柱连续开采分段崩落留矿采矿法进行回采,回采过程中存在地表陷落、钢拱架失稳、巷道垮冒、贫化率较大、作业环境不佳等问题。针对开采过程中存在的问题,通过方案优选和技术经济比较,选用下向进路膏体充填采矿法对1#矿体进行开采。下向进路膏体充填法很好地解决了围岩稳定性差,钢拱架失稳和巷道冒顶等问题。对采场结构参数和回采工艺进一步优化,采矿损失率从17%降低到4%~6%,贫化率从18%降低到5%~7%,尾砂利用率提高到90%~95%,增强了采矿作业的安全性,对同类矿山的生产具有一定的指导意义。     

全尾砂膏体料浆流动性影响因素的试验研究

采用电动跳桌仪对全尾砂膏体料浆流动性的影响因素进行了试验研究。结果表明：料浆浓度、细尾砂（-20 μm）掺量、超塑化剂掺量和粉煤灰品质及掺量均对全尾砂膏体料浆的流动性有显著影响;细尾砂对全尾砂膏体料浆流动性的影响在未掺和掺超塑化剂条件下有显著差异;在保持料浆流动性相同的条件下,掺适量超塑化剂可以提高料浆浓度4个百分点,或者提高细尾砂含量20个百分点。     

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。     

缓倾斜破碎矿床上向进路膏体充填采矿技术

谦比希铜矿西矿体矿岩破碎、稳固性差,水文地质条件复杂,开采技术条件差,初选上向水平充填采矿法,矿山结合实际情况,进行了2次工艺优化,最终确定采用上向进路膏体充填采矿法进行回采。结合矿山矿岩物理力学性质试验、工程地质调查和稳定性评价等前期工作,先后2次在此基础上对采场布置方式、结构参数进行优化,开展了采场围岩分级分区和支护等工作。现场生产表明：采用上向进路膏体充填采矿后,矿石回收率从原有的50%提升至80%,贫化率从15%下降到6%以下,采矿生产能力达3 000 t/d,每年为矿山节省或创造450万美元经济价值,有效解决了该矿山缓倾斜破碎矿床开采难的问题。     

倾斜管实验的膏体流变特性规律研究

针对膏体流变特性难以真实测量的现象,自制一套能够有效还原工业现场的倾斜管道实验装置,对膏体流变特性参数进行测量,运用通径分析法探究膏体浓度、灰砂比对流变特性的影响规律。结果表明:膏体浓度、灰砂比对膏体流变参数的影响均为正相关,其中,浓度对屈服应力的影响水平比灰砂比对其影响水平大一个数量级,当灰砂比接近1∶25时,灰砂比的增大与减小并不能引起屈服应力明显的单调递增递减现象;浓度对塑性黏度的影响水平比灰砂比对其影响水平大,但在同一个数量级,膏体浓度较低时,会产生浓度低黏度大的现象。     

采空区膏状充填体在线监测系统研制

作为实现“绿色开采”的主要技术手段和当前解决“三下一上”压煤问题,控制地表沉陷效果最好的矸石膏体充填开采技术,其充填效果评价过去一直采用的是地表岩移观测的方式,但是采用地表岩移观测的方式周期往往较长、费用较高、劳动量大。为此,基于KJ216顶板压力在线监测系统,研制了采空区膏状充填体在线监测系统。对采空区膏状充填体长期受力、变形和水化程度进行长期监测,综合评价充填效果。实践证明该系统现场应用效果良好。