固化添加剂对固化尾砂初始流动性和强度的影响

为更好地利用尾砂充填井下采空区,降低尾砂充填成本,以南京银茂铅锌矿业有限公司的尾砂为对象,研究了固化添加剂对尾砂固化后初始流动性和强度的影响规律。结果表明：木钙可以增加固化尾砂的流动性,膨润土可以提高固化尾砂的强度;通过添加木钙或膨润土来满足现有充填工艺的前提下,最大程度地提高尾砂浓度可以有效减少水泥用量,降低尾砂充填成本。     

碱矿渣水泥及其对铅锌尾砂的固化效果

通过水泥净浆强度试验和水泥-尾砂浆体流动性及其固化体的强度试验,确定了适宜于尾砂固化的碱矿渣水泥的较好的配合比,和尾砂固化中碱矿渣水泥的适宜掺量。采用低模数水玻璃,按14%与矿渣粉配合得到的碱矿渣水泥,可以获得较好的净浆硬化体抗压强度,最高可达3 d 69.6 MPa,7 d 84.0 MPa,28 d 91.8 MPa。在水泥-尾砂浆体固含量相同的情况下,碱矿渣水泥-尾砂浆体的流动性明显优于硅酸盐水泥-尾砂浆体的流动性,碱矿渣水泥-尾砂固化体强度高于硅酸盐水泥-尾砂固化体强度,尤其是后期强度更加明显。而在控制尾砂浆体流动度相同的情况下,前者固含量可以高于后者2%。SEM对水泥-尾砂固化体内部微观结构的观察表明,碱矿渣水泥-尾砂固化体内部结构显示出明显的胶结特征。固化体内部孔结构的MIP测定结果也表明,碱矿渣水泥用量增加时固化体总孔隙率减小,孔隙中大孔比例减少,小孔比例增加。综合水泥-尾砂浆体流动性和固化体强度两方面的试验结果,可以认为碱矿渣水泥比普通硅酸盐水泥更适合于用作尾砂胶结材料。     

尾砂浓度对固化尾砂初始流动性和强度的影响

为更好地利用尾砂充填井下采空区,以南京铅锌银矿的尾砂为对象,研究了尾砂浓度对尾砂固化后初始流动性和强度的影响规律。结果表明：固化尾砂的初始流动性随尾砂浓度提高呈二次抛物线关系降低,固化尾砂的强度随尾砂浓度提高呈线性增长;在满足尾砂泵送能力的前提下,最大程度地提高尾砂的浓度可以有效减少水泥用量,降低固化成本。     

通用水泥全尾砂充填体强度的试验研究

为了研究全尾砂充填体试块的强度,使用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和全尾砂制作充填试块,并进行了抗压试验.研究了充填试块强度与水泥种类、龄期、灰砂比和质量浓度之间的关系.试验结果表明:同样条件下,普通水泥充填试块的强度最高,随着龄期增加,强度增长的速率最快,增加质量浓度,强度增大的幅度较小.矿渣水泥充填体的强度次高,强度随龄期增长的速率较快.粉煤灰水泥充填体的强度一般,随着龄期的增加,强度增长的速率较快,在1?4的灰砂比下增加质量浓度,强度增加比例最大.火山灰水泥充填体的强度最低,随着龄期强度增加速率很慢.     

某铁矿胶固粉与水泥胶结充填体强度对比试验

针对某铁矿的充填胶凝材料选择和配比参数设计,开展了全尾砂胶固粉胶结充填体与水泥胶结充填体的强度对比试验。先考察全尾砂的基本物理力学特性,并在此基础上采用全面试验法设计试验,测试了不同灰砂比、不同质量浓度全尾砂充填体试块单轴抗压强度。结果显示：该铁矿山全尾砂的加权平均粒径为d_av=0.21 mm,大于0.074 mm的尾砂占53.82%,全尾砂较粗;灰砂比1∶10、浓度70%、28 d养护龄期的水泥胶结试块抗压强度为1.13 MPa,相同条件下胶固粉胶结试块抗压强度是水泥胶结试块的2.33倍即2.63 MPa;胶固粉胶结试块强度平均是水泥胶结试块的2.93倍即2.79 MPa。水泥胶结试块不仅强度相对较低,而且增大灰砂比,其强度增长率小于胶固粉胶结试块;降低灰砂比,水泥胶结试块强度不稳定。以上结果表明胶固粉的胶结强度高,成本也低于水泥,是较优的胶凝材料。     

减水剂对充填料浆强度和流动性的影响

为了提高全尾砂胶结充填料的强度流动性，在其中分别添加ＹＪ－２型和ＦＤＮ高效型两种减水剂进行对比试验，并对试验结果进行了分析。指出，加入适量的ＹＪ－２型减水剂，对全尾砂胶结充填料的２８天强度和流动性均有改善。     

尾砂胶结充填体的水泥含量测定试验研究

矿山充填普遍存在充填料浆离析,导致采场充填体均匀性差和充填体强度降低等问题,目前关于充填料浆离析的研究大都局限在定性描述,尚无定量评价方法,主要原因是还无法准确测定尾砂胶结充填体中水泥的含量。为此,通过试验研究系统分析了充填体龄期和充填料浆质量浓度对EDTA滴定法的影响,论证了EDTA滴定法测尾砂胶结充填体水泥含量的有效性,探索出一种新的充填料浆离析和充填体不均性定量评价方法,提出了矿山原位采场充填质量评估的指标。     

铀尾砂膏体充填材料的流动性能研究

对不同灰砂比、膏体浓度、减水剂含量的铀尾砂膏体充填材料进行了坍落度试验和粘度试验, 并结合CFD方法对铀尾砂膏体充填材料流动性能进行了数值模拟研究。试验结果表明, 铀尾砂膏体充填材料满足管道输送的最优配比为:质量浓度75%、灰砂配比1∶5、减水剂含量0.6%~4.4%; 最优配比下屈服应力53.96~131.38 Pa, 塑性粘度0.866~1.325 Pa·s。数值模拟结果表明, 铀尾砂膏体充填材料的管道阻力损失随质量浓度增加呈非线性增大, 随流速增加呈线性增大, 随管径增加呈非线性减小, 随管道弯曲半径增加呈非线性减小。     

细尾砂浆自然浓缩规律试验研究

用于矿山充填骨料的细尾砂,在制备过程中沉降速率慢、底流浓度低,严重影响尾砂制备工艺。本文设计了低浓度、中高浓度和高浓度等不同初始浓度的细尾砂浆,开展了12组自然沉降试验。通过分析细尾砂浆自然沉降底流浓度的结果,得出尾砂浆初始浓度在范围8%~55%内与其自然沉降底流浓度之间呈线性关系,其相关系数为0.16,最小底流浓度为66.4%;中低浓度尾砂浆自然沉降过程中,"清水区"浊度较高,沉降面不明显,且出现"三分层现象",表明在沉降过程中有存在明显粗细分层现象,其粗颗粒沉降速率较高,而细颗粒部分沉降速率极低;高浓度尾砂的沉降速率随着砂浆浓度增加而有降低的趋势。     

混凝土充填体强度特性试验研究

对不同配比、不同浓度、不同龄期的混凝土充填体在普通建筑材料压力机上进行了无侧限单轴抗压强度试验, 根据试验测得单轴抗压强度试验数据, 分析了充填体单轴抗压强度随配比、浓度、龄期的变化规律, 采用数据拟合的方法, 对试验数据进行了回归, 作出了不同灰砂比、浓度及龄期条体下试块强度的试验值的拟合曲线, 并给出了相应的拟合公式, 拟合公式和试验值的拟合效果较好, 相关系数达到精度要求, 对矿山充填工作及其充填体力学性能分析具有一定的指导意义和借鉴作用。     

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。     

安庆铜矿不同颗粒级配尾砂优化组合膏体充填技术

尾砂级配是影响充填质量的关键因素,安庆铜矿因尾砂级配不合理导致充填料浆离析,严重影响充填质量。对此,通过开展充填料配比试验确定了理想的尾砂级配,即将矿山旋流分级后的底流粗砂与溢流细砂按17∶3的比例混合。根据矿山充填系统工艺,利用现有立式砂仓对底流粗砂与溢流细砂分别进行了浓缩,浓缩后的72%浓度的分级尾砂与58%浓度的溢流细砂混合搅拌后制备出具有较优级配的膏体充填料。实践证明：该方案可制备出兼顾充填体强度与充填料浆输送性的合格膏体充填料,充填体均匀性好,同时,该方案可满足膏体胶结充填与水砂非胶结充填需求,实现了较好的经济效益。     

铜绿山铜矿不脱泥尾矿充填试验研究

介绍了铜绿山矿不脱泥尾矿充填材料和充填工艺试验。试验结果表明,在尾砂水泥比为6：1,浓度80％时,28d抗压强度达到3．79MPa;在灰砂比为10：1,浓度76％时,28d抗压强度为0．81MPa;在尾砂,碎石与水泥不同配比条件下,28d抗压强度在1．10—4．5MPa之间,可满足不同采矿方法的要求。试验完成了9个空区的充填,共计充填量81747m^3,利用不脱泥尾矿13万t。最后分析了该矿采用不脱泥尾矿充填取得的经济效益与社会环境效益。     

水泥-尾砂充填体常规三轴压缩性能研究

由充填体常规三轴压缩强度和变形试验得到了峰荷应力和应变及相关试验曲线,对充填体三轴受压渐进破坏过程进行了描述分析。试验中看到,充填体在轴压下产生的裂缝的发展因施加围压而受到抑制,这种约束与围压成正比,即充填体破坏形式从零或低围压的脆性破坏到高围压的塑性软化流动。工程实际中,充填体多数情况下处于多轴受力状态,因此对充填材料进行多轴应力下的强度和变形行为研究具有现实意义。     

尾矿充填地下采空区及塌陷坑脱水工艺研究

采用分极－造粒－压滤工艺对铁矿尾矿进行高效脱水,解决了全尾矿充填地下采空区塌坑的关键问题。研制开发了新型高效流体动力型造粒柱。     

加载速率对充填体强度特性影响的试验研究

充填体强度是充填采矿技术发展的关键,加载速率变化会对充填体的强度特性产生影响,针对不同灰砂比的充填体试块进行不同加载速率下的单轴抗压强度试验。结果表明：充填体强度随加载速率的增加表现出先上升后下降的现象,存在临界速率使充填体强度最大,低于该临界速率,充填体强度随速率增加而增大,高于该临界速率,试块强度随速率增加反而减小;较快的加载速率限制了充填体内部裂隙和孔隙的发展,降低了其强度弱化效应。同时,较快的加载速率加快了充填体能量的积聚和耗散的过程,缩短了试块进入弹性阶段的时间,并且能使试块在峰前积聚更多的弹性能,更早地达到轴向应力峰值。     

深度浓度与膏体制备

深度浓度技术随生态环境保护的需要而聘，其膏状底流的浓度接近滤饼，主要用于将全部尾矿制成膏体供坑下回填和地表堆置。介绍了膏体制备与贮存设备及其应用，并与常规设备做了对比。     

采空区充填技术研究

结合安各庄铁矿采空区现状,采用上向分层充填工艺进行空区处理和残矿回收,有效解决了原采场未留设人行通风天井和矿石溜井的问题,提高矿石回收率36个百分点,降低贫化率5.6个百分点,在充填治理空区的同时充分回收了空区上部残留矿石,经济效益和社会效益显著。     

林冲尾矿库闭库治理

对林冲尾矿库存在的安全隐患进行必要的治理,对库内的尾砂进行回采,然后充填露天采坑。通过取砂,一方面可以闭库复垦,彻底消除危险源,确保安全;另一方面可以治理地表露天采坑并进行生态复垦,使尾矿库和露天采坑均得到综合治理。详细叙述了林冲尾矿库闭库治理流程。