粉煤灰井下膏体充填技术

介绍了金牛股份公司邢台矿利用泵送工艺进行粉煤灰膏体充填试验情况.     

煤矿膏体充填简论

所谓膏体充填,即把物料(粉煤灰、胶结料、河砂和水)制作成不需脱水和如同牙膏状的浆体,通过泵压或重力作用,经过管道输送到井下,适时填充采空区的方法。     

石灰石粉对胶结膏体充填材料性能的影响

为满足矿山对质优价廉、不同粒度分级尾砂胶结充填材料的需求,以粗、细两种分级尾砂胶结充填材料为对象,研究了外掺粗、细、超细石灰石粉对胶结充填材料性能的影响。结果表明：固体质量浓度为65%的细粒尾砂胶结充填料和固体质量浓度为75%的粗粒尾砂胶结充填料外掺15%的超细石灰石粉,均可制成胶结膏体充填材料,其充填料的坍落度均超过200 mm、脱水率均低于2%、28 d硬化体的抗压强度在0.3～1.2 MPa、28 d硬化体沉缩率均低于2%;继续增加超细石灰石粉的掺量,充填料的坍落度和脱水率下降,28 d硬化体的抗压强度略有提升、沉缩率进一步下降。如何提高28 d硬化体的抗压强度是今后研究的重点。     

粉煤灰替代部分水泥的膏体充填技术

针对膏体充填成本高、强度低及大量粉煤灰露天排放给环境造成污染的状况,金川二矿区采取了以粉煤灰替代部分水泥作为胶凝剂的方案。多年的生产实践与研究表明,粉煤灰具有良好的胶凝活性,在质量分数和水泥用量相同的条件下,添加粉煤灰可以大幅度提高后期强度,并且龄期强度随粉煤灰用量的增加而增大,对提高胶结充填质量、降低充填成本及实现工业废料综合利用发挥了重要作用。     

粉煤灰膏体充填材料工作性能影响因素研究

为促进充填开采的推广应用,采用正交试验的方法,通过泌水率、坍落度和单轴抗压强度试验,研究了料浆质量浓度、矸石粒径、矸灰比和粉煤灰替代率对粉煤灰基膏体充填材料输送和力学性能指标的影响规律,给出了当前试验阶段充填材料的最佳配比.结果表明:料浆质量浓度是输送性能的主控因素,粉煤灰替代率和矸灰比次之,矸石粒径的影响较小;料浆质量浓度也是力学性能的主控因素,矸灰比次之,粉煤灰替代率和矸石粒径的影响较小;现阶段粉煤灰基膏体充填材料的较优配比为80％料浆质量浓度、0~5 mm 矸石粒径、1.0矸灰比以及30％粉煤灰替代率.研究成果对于降低充填成本具有重要意义.     

含氨粉煤灰对充填膏体性能影响试验研究

针对含氨粉煤灰对煤矿充填环境和充填膏体性能的影响,以岱庄煤矿粉煤灰为研究对象,分析测定了其含氨来源和含氨量,并对含氨粉煤灰对充填体的性能影响进行实验研究和机理分析。结果表明：粉煤灰氨含量为0.16%,超过正常标准,导致在充填过程中有刺激性气体释放,影响采空区的施工环境|粉煤灰含氨会导致充填膏体凝结时间延长、强度降低,且随着含氨量的增加,对膏体性能影响更加严重。     

邢台矿粉煤灰膏体充填工艺试验研究

矸石电厂每年排放大量粉煤灰,污染环境,利用粉煤灰作为空填材料,进行了粉煤灰膏体充填工艺的试验研究,取得了一定的成果.     

粉煤灰全尾砂膏体充填试验研究

电厂工业废料粉煤灰具有潜在胶凝活性。针对当前矿山膏体胶结充填成本高、强度低等现状,提出了以部分粉煤灰替代水泥作为胶凝剂。在对粉煤灰物删性能和化学成份测定分析的基础上,依不同的粉煤灰添加量进行了粉煤灰全尾砂胶结充填强度试验,并对粉煤灰在膏体充填料浆中的胶凝机理进行了探讨。结果表明：在质量分数和水泥用量相同的条件下,添加粉煤灰可以大幅度提高后期强度,并且龄期强度随粉煤灰用量的增加而增大。研究结果为提高胶结充填质量、降低充填成本,进一步综合利用人工火山奠定了一定的基础。     

石灰浆对膏体充填料浆性能的影响研究

介绍了对现有膏体充填工艺所进行的取消石灰浆作添加剂的可行性实验研究。研究了不同浓度、不同石灰添加量对各龄期单轴抗压强度的影响。认为添加石灰对于提高试块3d强度具有较显著的作用,但28d强度大大降低;石灰添加量为6.4%时,28d强度仅为不添加的50%左右,认为取消石灰作为膏体添加剂具有积极意义。     

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。     

含粉煤灰或铁尾矿粉复合胶凝材料性能研究

为了验证矿物掺和料在复合胶凝材料水化硬化过程中的作用效应,实验用与水泥细度相近的粉煤灰和铁尾矿粉作为活性和惰性矿物掺合料,研究了相同养护温度、不同水胶比条件下,矿物掺合料掺量和种类对胶砂块试件抗压强度以及7 d龄期混凝土自收缩发展规律。结果表明：在水化初期,粉煤灰和铁尾矿粉在复合胶凝材料水化中起到物理填充作用,随龄期延长,粉煤灰的火山灰效应才逐渐显现。水化初期,矿物掺合料的物理因素（颗粒形貌等）对胶砂块抗压强度影响超过化学因素（反应程度等）,同时活性与惰性掺和料的作用基本相同;粉煤灰和铁尾矿粉的自收缩规律基本相同,均随着掺量增大呈线性递减特性。     

粉煤灰混凝土抗压强度的试验研究

在大量试验的基础上，应用正交试验和方差理论分析了粉煤灰混凝土抗压强度的影响因素、变化规律和变形破坏特征，定量地分析了粉煤灰混凝土抗压强度的影响因素大小，得出了一些有价值的结论。     

某金矿合理级配尾砂膏体充填体强度研究与试验

尾砂级配为影响膏体充填体强度力学性质的主要因素之一。配制8组不同颗粒级配的尾砂试样,在实验室中进行标准养护条件下和井下养护条件下充填体抗压强度的试验测试,对比分析尾砂级配对充填体强度的影响,并到井下采场进行试验验证。试验结果表明:在一定范围内,随着尾砂中+150μm含量的增加,配制的充填料浆形成的充填体强度先增大后降低。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充填体强度最高。试验数据可为该矿膏体充填工艺流程选择提供参考。     

无机盐阳离子对粉煤灰浮选泡沫稳定性的影响研究

粉煤灰中矿物组成的自然属性使得浮选脱炭体系的泡沫稳定性较差,从而影响了未燃炭的有效脱除。通过添加无机盐阳离子的方式来改变粉煤灰浮选矿浆体系的液相性质,研究了不同离子种类和含量对两相泡沫和粉煤灰浮选三相泡沫稳定性的影响,并进行了浮选验证。研究结果表明：无机盐阳离子的添加提高了泡沫的稳定性,阳离子价态越高,这种稳定作用就越明显。利用泡沫稳定性调节中的离子效应,对采自湖北黄石的粉煤灰样品进行了浮选脱炭的验证试验,结果表明：Fe3+对泡沫的稳定作用有效提高了粉煤灰的浮选脱炭效果,与空白浮选体系相比,在Fe3+浓度为3 mmol/L的条件下,浮选低炭灰烧失量由8.85%降低至5.57%,炭脱除率由41.94%提升至74.55%;与添加Fe3+的浮选体系相比,Mg2+和Na+对浮选指标的提高作用依次减弱。     

粉煤灰转相焙烧过程铝硅碱溶活性探究

粉煤灰主要成分为氧化铝和二氧化硅,其铝硅比较低,传统拜耳法难以实现铝硅分离,在碱性体系下需对粉煤灰中的铝、硅组元进行改性与处理,提高其中铝、硅组元的碱溶活性差异,从而实现铝硅分离的目的。以内蒙古某地区高铝粉煤灰为研究对象,通过硫酸固相转化手段将铝硅酸盐解离,解离后的铝、硅组元混合相通过转相焙烧的方式进行碱溶活性调控,以实现铝、硅组元碱溶初步分离的目的。结果表明,随着焙烧温度的升高,焙砂中的非晶态氧化铝有向过渡相氧化铝转变的趋势,碱溶活性逐渐降低,非晶态二氧化硅的结构未有明显变化趋势,其碱溶活性也未发生明显变化;在焙烧温度950℃、焙烧时间60min条件下和碱溶温度95℃、时间30min、Na_2O浓度38.75g/L、液固比10∶1的溶出条件下,二氧化硅溶出率达到73%以上,氧化铝溶出率不到2%。     

The experimental study of the coal gangue as gel filling materials

The odd axes resist pressure intensity with large quantity coal gangue was discussed and experimented on fly ash and coal gangue gel filling body between different concentration, proportion and additive dosage. The results show that forepart intensity of new gangue filling body is very low, and anaphase intensity have some increase which still go up after sixty days. The intensity of tao gangue can reach 1.0 MPa in seven days, and anaphase intensity can reach about 2.0 MPa. In the same term, the odd axes resist pressure intensity of gel filling body with tao gangue is higher than new gangue No.1 and No.2. To mix into proper additive dosage which occupied the quality point of cement and fly ash not more than 1.5% can improve the fluidity of slurry body and intensity of filling body.     

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。     

掺粉煤灰的混合充填骨料配比优化实验

针对某矿山采用混合粗骨料存在充填料浆分层离析的问题,通过添加粉煤灰细骨料来优化骨料级配.首先对充填材料进行物化分析,并在此基础上开展不同粉煤灰掺量的混合骨料粒径级配分析,然后进行掺粉煤灰混合骨料充填体强度实验,实验结果表明:充填体强度随着料浆浓度与粉煤灰掺量的增加而提高,强度改善明显;掺入适量粉煤灰细骨料,能有效改善粒径级配,提高充填体强度.最后以单位充填成本为优化目标,以各龄期强度为约束条件建立优化模型对混合骨料充填配比进行优化,得出满足充填强度要求的最低成本方案,即粉煤灰掺量26％、胶凝材料添加量为286 kg/m3,料浆浓度为81.36％时充填材料成本最低,并以此进行验证实验,得到3d强度为1.56 MPa,7 d强度为2.86 MPa,28 d强度为6.9 MPa,塌落度25.6 cm,分层度3.1 cm,泌水率为5.7％,均满足矿山要求,此时充填成本为124元/m3,较原来的145元/m3降低了 14％.     

粉煤灰中未燃炭回收的试验研究

用粒度分析、X射线衍射和X荧光分析等手段对山西某电厂的粉煤灰的物理化学性质进行分析。对试验样进行了浮选机探索试验和浮选柱工艺优化试验。研究结果表明,优化工艺条件为柴油捕收剂用量400 g/t,起泡剂用量400 g/t,矿浆浓度15%,循环压力0.10 MPa,泡沫层高度3 cm,可得到产率为75.99%的尾灰,烧失量为1.17%,精煤产率为24.01%,烧失量为52.47%。在尾灰烧失量达到一级粉煤灰的指标要求下,柱式浮选的产率要高于浮选机的产率。     

塔山矿充填开采的粉煤灰活性激发实验研究

粉煤灰火山灰性能的研究主要是研究如何激发其潜在活性。为避免实验中钙离子的影响,实验选取NaOH、NaCl、Na 2 SO 4为激发剂,采用石灰吸收法研究了NaOH、NaCl、Na 2SO 4对塔山矿充填开采所用粉煤灰的激发效果。结果表明：碱性激发剂、氯盐激发剂和硫酸盐激发剂对粉煤灰的火山灰反应活性都有一定的促进作用;碱性激发剂和硫酸盐激发剂的效果明显,氯盐激发剂相对较弱。在充填材料生产中,粉煤灰激发建议选用生石灰和石膏复合激发剂,CaCl 2作为早强剂。