喀拉通克铜镍矿充填骨料优化试验研究

为降低喀拉通克铜镍矿充填成本,充分利用全尾砂和冶炼渣作为充填骨料,通过开展充填材料配比试验,分析骨料中加入全尾砂和冶炼渣对充填体强度的影响,并根据三种充填骨料不同占比下充填体强度测试结果以确定充填骨料中戈壁集料、全尾砂和冶炼渣的合适比例。试验结果表明：骨料中加入全尾砂能降低充填料浆离析,但导致充填体强度降低,加入冶炼渣对充填体强度影响不大,但过量冶炼渣导致料浆离析严重;当骨料中戈壁集料、全尾砂和冶炼渣的占比为35%,30%和35%时,灰砂比为1:4时的强度达到4.37MPa,满足假顶充填强度要求,灰砂比为1:8时的强度达到2.5MPa,远大于接顶充填强度要求,可适当降低灰砂比以降低充填成本。     

喀拉通克铜镍矿充填骨料优化试验

为降低喀拉通克铜镍矿充填成本,充分利用全尾砂和冶炼渣作为充填骨料,通过开展充填材料配比试验,分析骨料中加入全尾砂和冶炼渣对充填体强度的影响,并根据三种充填骨料不同占比下充填体强度测试结果以确定充填骨料中戈壁集料、全尾砂和冶炼渣的合适比例。试验结果表明:骨料中加入全尾砂能降低充填料浆离析,但导致充填体强度降低,加入冶炼渣对充填体强度影响不大,但过量冶炼渣导致料浆离析严重;当骨料中戈壁集料、全尾砂和冶炼渣的占比为35%、30%和35%时,灰砂比为1∶4时的强度达到4.37 MPa,满足假顶充填强度要求,灰砂比为1∶8时的强度达到2.5MPa,远大于接顶充填强度要求,可适当降低灰砂比以降低充填成本。     

废石尾砂胶结充填材料流动与强度性能的研究

为了解决极细全尾砂作为充填骨料制备充填料浆脱水困难、充填体强度偏低的问题,通过开展废石尾砂胶结充填试验,改善充填骨料粒级组成,研究废石掺量对充填料浆流动性能及充填体强度的影响规律。结果表明:相比较全尾砂胶结充填,掺入废石可以显著改善充填料浆的流动性能,提高充填料浆的输送浓度;在相同灰砂比和浓度情况下,废石尾砂胶结充填体强度高于全尾砂胶结充填体。因此,废石尾砂胶结充填体可以降低灰砂比,减少水泥用量,消纳地表废石。在云南金厂河矿山开展工业试验,确定了充填参数为浓度80%、灰砂比1∶8、废石掺量60%,原位取芯平均抗压强度为3.36MPa,满足采场充填体强度设计要求。     

基于正交试验的充填集料配比优化研究

对某铜矿全尾砂和戈壁集料粒度进行了分析,结果表明,戈壁集料粒度分布区间广、粗颗粒含量高,全尾砂粒级偏细,将全尾砂添加至戈壁集料中可改善充填集料级配,从而提高料浆的流动性能。采用正交试验研究不同全尾砂-戈壁集料配比、料浆质量浓度和灰砂比条件下的料浆塌落度和泌水率,对试验结果进行方差分析,分析结果表明,浓度对料浆的塌落度值和泌水率影响最大,其次是充填集料配比,而灰砂比的影响很小;集料配比为25∶75、浓度为83%时,充填料浆的和易性及保水性能最佳,可有效避免充填料浆自流输送发生堵管事故。     

分级尾砂+戈壁集料在杜达铅锌矿的工业应用试验研究

杜达铅锌矿全尾砂为极细尾砂并且含S量高,全尾砂不能作为单一的充填集料进行充填,否则后期强度会出现崩解的现象,并且采矿方法对早期强度要求也较高。通过对充填骨料的物理化学试验分析、流动性能试验分析以及强度配比试验研究,决定采用分级尾砂+粗骨料(戈壁集料或废石等)作为充填料进行充填。在充填料浆的配方选择上,首先保证料浆流动性以及充填料浆强度符合要求,其次兼顾各充填料的产、消平衡关系。最终选择的充填料浆配方完全能满足现场工业应用,充填料浆浓度高、不脱水、不离析、流平性好。     

废石屑作为矿山充填骨料探索试验研究

为研究新疆喀拉通克矿业有限责任公司周边石料破碎站废石屑最为充填骨料的可行性,本研究开展了废石屑充填料浆、废石屑-戈壁料充填料浆的流动性试验和充填配比试验,得到了适宜喀拉通克铜镍矿充填工艺要求的充填配比参数,结果表明:新疆喀拉通克矿业有限责任公司周边石料破碎站废石屑可作为充填骨料用于矿山充填;废石屑作为充填骨料时,适宜充填浓度80%～82%,灰砂比不宜小于1∶10;废石屑充填时,灰砂比为1∶4和1∶8时,分别满足下向进路充填体打底层和接顶层强度要求;废石屑+戈壁料充填时,随着废石屑添加比例升高,充填试块强度逐渐升高。     

全尾砂和废石联合胶结充填体最佳配比及应用

针对红岭铅锌矿分级充填骨料来源不足、地表废石堆积污染环境的情况,提出将该矿选厂产生的全尾砂和地表废石作为充填骨料的联合胶结充填方案。分别测试了全尾砂和地表废石的物理化学性质,验证了碎石和全尾砂作为联合充填骨料的可行性。通过充填配比试验,分析了不同配比全尾砂废石充填体强度特性,得出了最佳充填配比。结果表明,充填试块的强度随灰砂比减小而减小,随养护龄期增加呈增大趋势,随充填料浆质量浓度增大而增大,最佳配比为: 胶结充填灰砂比1∶8、普通充填灰砂比1∶12,全尾砂∶废石配比4∶6,质量浓度78%。根据研究结果,在红岭铅锌矿进行了全尾砂废石充填技术工业应用,证实该技术可行。     

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%。     

全尾砂-戈壁集料胶结充填试验研究

对阿舍勒铜矿全尾砂、各采砂场戈壁集料、钢渣水泥分别取样进行了全尾砂化学成份、全尾砂及戈壁集料全粒级组成、基本物理参数等的测定,对不同全尾砂及戈壁集料比例、不同灰砂比及料浆浓度进行了配比优化试验研究,试验得出了充填料浆的合理制备参数及充填试块的强度特征,为充填系统的改造及工业试验提供了依据。     

高硫极细尾砂充填料强度配比试验研究

杜达铅锌矿采用上向水平分层充填采矿法,由于矿石性质和选矿工艺等原因,全尾砂属于极细尾砂,且含硫量高。这样会导致充填体早期强度低,后期强度出现崩解的情况。为了能让充填体强度满足采矿方法要求,现场提出了分级尾砂加戈壁集料作为充填骨料的方案,以解决因尾砂性质差所导致的充填体强度不能满足采矿方法的要求。通过大量的实验室试验证明该方案是可行的。     

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％.     

戈壁砂和全尾砂充填骨料在金川矿山的应用研究

充填骨料是充填材料的重要组成部分,充填骨料的选择与应用直接影响充填采矿成本和采矿经济效益。戈壁砂和全尾砂在金川充填采矿中的应用,是降低金川充填采矿成本的重要途径之一。根据金川矿山充填系统和工艺参数,采用高浓度料浆和1∶4高灰砂比,开展了戈壁砂、全尾砂和棒磨砂的混合料配比试验。试验结果表明,作为充填骨料戈壁砂与棒磨砂不存在本质上差异,可以替代棒磨砂用于金川矿山充填法采矿。全尾砂与棒磨砂混合充填骨料的胶结充填体强度试验发现,当全尾砂掺量控制在30%以内,3 d充填体强度高于纯棒磨砂充填骨料,同时7 d和28 d充填体强度达到金川矿山充填体设计强度。该研究成果应用于金川矿山充填采矿生产,为戈壁砂和全尾砂的工业化应用奠定了基础。     

矿山胶结充填体的硫酸盐侵蚀预防

将选矿过程中产生的尾矿砂用作胶结充填体的骨料,不仅节约充填成本,而且有利于保护矿区周边环境。分析了尾矿充填体中硫化物氧化引起的硫酸盐侵蚀机理,提出使用具有抗硫酸盐侵蚀作用的火山灰质水泥,减少尾矿砂在空气中的暴露时间,添加粉煤灰等可行的工程防治措施,以改善硫化物氧化产生的硫酸盐对充填体的长期强度所造成的不利影响。     

大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度试验研究

为探索大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度,结合大红山铁矿实际需求,对细粒级尾砂胶结充填材料应用及充填体强度进行试验研究。试验结果表明,采用新型胶结材料代替传统硅酸盐水泥,分级尾砂胶结充填时,灰砂比1∶10时即能满足充填采矿工艺要求;全尾砂胶结充填时,新材料胶结灰砂比1∶8的28 d抗压强度与分级尾砂水泥胶结灰砂比1∶4的28 d抗压强度相当,能有效降低充填成本,具有良好的经济效益和环保效益。     

粉煤灰替代矿渣作为胶凝材料早期强度激发的研究

粉煤灰是热电厂排放的火山灰粉体废弃物,具有潜在活性通常用于水泥掺合料。但掺加粉煤灰的胶凝材料降低早期强度,导致粉煤灰掺加量受到很大限制。针对金川矿山充填采用棒磨砂充填料和水泥胶凝材料,开展了粉煤灰和矿渣微粉等复合胶凝材料早期强度激发剂试验。试验设计料浆浓度为78%,胶砂比为1:4。首先,采用生石灰、脱硫灰渣、芒硝、亚硫酸钠等复合激发剂的正交设计,进行粉煤灰和矿渣微粉早期激发作用的材料配比试验;然后,采用DPS数据处理软件,建立充填体强度与激发剂材料掺量的回归方程,并通过优化决策确定激发剂最优配比。结果显示,由质量分数分别为5%的生石灰、17.5%的脱硫灰渣、3%的芒硝、1.5%的亚硫酸钠构成的复合激发剂,胶结充填体3d强度达到2.19MPa,大于金川矿山设计的1.5MPa强度要求。当采用20%的粉煤灰替代矿渣微粉时,3d强度达到1.504MPa,也满足金川矿山对充填体强度要求,且28d沉缩率仅为8.68%。由此可见,充分利用粉煤灰和矿渣微粉开发充填胶凝材料,不仅可以降低充填成本、提高采矿经济效益,而且还能够保护环境,实现绿色开采。     

戈壁集料自流输送试验研究

为了研究以戈壁集料为主体的充填料浆的自流输送特性,以戈壁集料、粉煤灰、水泥为充填材料配制成料浆,对充填料浆进行了L型管道输送试验,通过管道输送阻力损失及充填倍线分析,结合矿山的实际情况,推荐了满足自流输送要求的充填配比。研究结果可以为矿山充填设计提供理论依据。     

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。     

尾矿砂在大流动性混凝土中的应用研究

分别用20%、40%、60%、80%和100%比率的铁矿尾矿砂取代天然砂, 并掺入矿渣微粉和粉煤灰, 配制了C30、C40大流动性混凝土。通过与基准混凝土的对比试验, 研究了不同尾矿砂取代率下混凝土和易性、强度及坍落度经时损失等性能。结果表明, 在20%～100%取代率时, 混凝土拌合物和易性均能满足要求; C30混凝土28 d强度为37.6～39.7MPa; C40混凝土28 d强度为47.7～49.2 MPa; 经80 min坍落度经时损失试验, 60%取代率时, 砼坍落度值由200 mm降至170 mm; 100%取代率时, 砼坍落度值由185 mm降至95 mm。尾矿砂可以作为细集料, 以适当的比率取代天然砂配制混凝土。     

尾砂和跳汰砂的胶结充填试验研究

为提高充填体强度降低充填体成本,通过某矿山的尾砂和跳汰砂与添加粉煤灰后不同配比的对比胶结充填试验,寻找三者最优化充填骨料组合.试验结果表明,经优化配比的尾砂和跳汰砂胶结充填体,具有独特的支护特性和力学特征、良好的可塑性和较高的残余强度,能取得良好的充填效果.