高硫尾砂充填体强度特性及外加剂应用研究

为解决某铅锌矿细粒级、高含硫尾砂充填时强度偏低、后期强度劣化的问题，通过对充填材料进行分析，采用粗骨料与全尾砂作为充填骨料进行充填，开展了充填材料配比、强度特性室内试验研究，并根据高硫尾砂特性研发了CKY充填外加剂。结果表明：全尾砂与粗骨料配比为8∶2和7∶3时，充填料浆保水性均较好，质量浓度为76%～78%的料浆具有较好的和易性，不发生沉降或有少部分尾砂沉降，适合充填；尾砂含硫量达32%,充填体试块在60 d、90 d龄期时出现不同程度劣化，加入了2%添加剂后，全尾砂∶粗骨料为8∶2的充填体前、后期强度增长明显，全尾砂∶粗骨料为7∶3的充填体前期强度虽未增长，但后期强度增长明显，且未出现强度劣化现象，表明CKY添加剂对于维持充填体强度的效果较好。     

废石-铜渣尾砂混合骨料配比优化试验

针对金川矿区粗骨料充填料浆离析问题,选择掺铜渣尾砂改善骨料级配,在混合骨料粒径级配分析基础上,进行废石-铜渣尾砂混合骨料充填体强度试验和料浆管输特性试验。试验结果表明:掺入适量铜渣尾砂,能有效改善粒径级配,提高充填体强度;铜渣尾砂添加量、胶凝材料添加量和料浆质量浓度对充填料浆管输特性的影响各不相同,但在一定范围均对料浆管输特性有益。最后以单位充填成本为优化目标,以各龄期强度和28d沉缩率为约束条件,得出满足充填强度要求的最低成本配比方案,即胶凝材料为270kg/m~3,废石为857.4kg/m~3,铜渣尾砂为423.2kg/m~3,料浆浓度为80%,水为420.2kg/m~3,此方案下的充填成本为92.6元/m~3,相比当前156元/m~3的充填成本,降低了约40.6%。验证试验结果为:3,7,28d强度和28d沉缩率分别为1.62,3.80,6.91MPa和9.23%,均满足矿山胶结充填要求。     

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。     

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。     

废石全尾砂混合骨料粒径级配分析与配比决策

针对金川充填采矿需要,开展了废石和全尾砂两种混合骨料的级配研究。首先根据最大干密度理论和粒子干涉理论,确定充填骨料级配评价指标,然后针对矿山废石和全尾砂两种骨料进行粒径级配分析。结果表明,这两种骨料级配不良,不能单独用作金川矿山充填骨料;混合骨料级配结果表明,当废石与全尾砂配比为6∶4与7∶3时粒度分布曲线比较接近Fuller理想级配曲线,对应的堆积密实度达到最大,推荐其作为金川矿山充填骨料的合理配比。     

不同粗骨料对膏体强度性能的影响及配比优化

云南某铅锌矿水淬渣产量逐渐降低,难以满足充填需求,亟需寻求新型粗骨料。以该矿全尾砂、机制砂、水淬渣为试验材料,采用正交设计法,研究料浆质量浓度、灰砂比、粗骨料含量以及粗骨料种类对膏体抗压强度的影响。基于最大密度曲线理论和贝雷法,从密实度和骨架结构两方面对混合物料级配进行评价,并对全尾—机制砂进行物料配比优化。研究表明:料浆质量浓度和灰砂比是抗压强度的主要影响因素,粗骨料含量的影响作用较小;相同条件下,全尾—水淬渣膏体抗压强度最大,全尾砂膏体次之,全尾—机制砂膏体抗压强度最小;全尾—机制砂膏体级配不良,密实度小于全尾—水淬渣和全尾砂膏体,且没有形成稳定骨架,再加上机制砂含泥量较高,导致全尾—机制砂膏体抗压强度最小。物料配比优化后,机制砂添加量为42.78%,全尾砂添加量为57.22%,达到较大密实度的同时又形成了稳定的骨架结构,有利于提高膏体抗压强度。     

冶炼铜选尾渣对废石粗骨料充填料浆特性改性研究

针对废石粗骨料高浓度自流充填料浆离析、充填体分层严重,及冶炼铜渣污染大、处理难的矿山实际难题,本研究以铜渣尾砂作为细骨料对废石粗骨料充填料浆进行改性为指导思想,通过强度试验、塌落扩展度、分层度及泌水率试验研究了铜渣尾砂对废石高浓度充填的影响.结果表明,添加铜渣尾砂细骨料对充填体的早期强度几乎没有影响,但能大幅提高充填体...     

戈壁集料级配优化试验及充填材料制备

为验证戈壁集料制备充填材料的可能性,以某矿充填所用的高含泥全尾砂和戈壁集料为主要原料,研究戈壁集料制备充填材料时所需的最优级配,并制备全尾砂戈壁充填材料,采用二次多项式回归分析探讨浓度、添加剂剂量、砂灰比、尾废比对充填材料的塌落度及各龄期抗压强度的影响。试验结果表明:戈壁集料颗粒级配为0~12mm制备矿山充填材料更为合理。影响(假顶)充填体塌落度和各龄期强度的因素中,浓度74%~79%对塌落度和28d抗压强度影响较小,骨料比对7,14d抗压强度影响较小。影响(嗣后)充填体塌落度和各龄期强度的因素中,浓度74%~79%对充填体塌落度及14,28d抗压强度影响较小,各因素变化对7d强度影响都较明显。当浓度为74%~79%,添加剂为2.5%、砂灰比为4、骨料比为3时,(假顶)充填体的28d强度达到10.7 MPa;当浓度为74%~79%,添加剂为1%、砂灰比为8、骨料比为2时,(嗣后)充填体的28d强度达到3.5 MPa。     

掺铜渣尾砂充填料浆流变特性研究

为分析掺铜渣尾砂充填料浆流变特性和屈服应力影响 因素,首先通过物化试验检测铜渣尾砂和废石的化学成分与 级配,再采用正交试验方法,开展不同铜渣尾砂掺量、质量浓 度和胶凝材料添加量的充填料浆流变试验,获得各组料浆流 变曲线,最后结合级配、流变、方差分析、多元非线性和曲线 估计理论对试验结果进行分析,研究结果表明:铜渣尾砂和 废石满足充填骨料工业应用标准;掺铜渣尾砂高浓度充填料 浆流变模型为 HＧB模型;料浆质量浓度是屈服应力的显著 影响因素;根据曲线估计建立的多元非线性模型精度较高, 相对误差均小于６．１％,可预测料浆屈服应力,为充填系统设 计提供了理论基础.     

杜达铅锌矿粗骨料充填料浆流动性研究

杜达铅锌矿充填系统由于尾砂性质等原因,充填骨料不能采用单一的全尾砂或分级尾砂。根据现场情况决定在分级尾砂中掺入粗骨料(戈壁集料或水库沉砂),充填料浆由于粗骨料的掺入,骨料平均粒径变粗且级配发生变化,料浆和易性变差,易离析。为了研究"粗骨料充填料浆"的流变性能,现场采用了L管模型对充填料浆的流变参数进行了测定和计算。研究表明,当"粗骨料充填料浆"满足"结构流"所需的基本条件且浓度控制在一定范围内时,可以获得比较好的充填料浆流态。     

基于正交设计的“固-气”耦合相似材料力学与渗透特性试验研究

为研究“固-气”耦合相似材料力学与渗透特性,运用正交试验设计配制了以河砂为骨料、石蜡为胶结剂、液压油为调节剂等组合的相似材料;采用极差分析及多元回归分析等方法,研究了冲击次数、骨料粒径、油含量、胶砂比对相似材料抗压强度、弹性模量、泊松比及渗透率的影响。结果表明：各因素对抗压强度的影响由大到小依次为油含量、冲击次数、骨料粒径及胶砂比;对弹性模量的影响为油含量、冲击次数、胶砂比及骨料粒径;对渗透率的影响为冲击次数、胶砂比、油含量及骨料粒径;各因素对泊松比影响较小。相似材料的抗压强度、弹性模量与冲击次数、骨料粒径呈正相关关系,与油含量、胶砂比呈负相关关系;渗透率与冲击次数、骨料粒径、油含量呈负相关关系,与胶砂比呈正相关关系;泊松比与各因素无明显关系。得到各因素共同影响下相似材料特性参数的综合模型。     

超细粒级铁尾砂胶结充填材料试验

针对超细粒级铁尾砂胶结固化难题,采用尾矿物理化学特性试验、管道输送试验、尾砂胶结固化材料对比试验对超细粒级铁尾砂充填进行研究.试验结果表明:全尾砂平均粒级11.87μm,渗透系数1.71×10?7 cm/s,为超细骨料,保水性好.其与普通硅酸盐水泥胶结固化性能差,不能满足强度需求;试验采用开发的水淬渣基胶结剂与尾砂开展胶结固化试验,灰砂比1:4时90 d强度达到4.93 MPa,灰砂比1:12时90 d强度达到1.29 MPa,能够完全满足采矿对充填体强度的需求.     

混合充填集料粒径与级配对料浆流动性影响

在充填采矿中利用选矿尾砂、采掘废石是降低充填采矿成本的重要途径,混合料浆集料的粒径级配对充填料浆管道输送的流动性、抗离析及管道阻力具有显著影响。采用土力学中的曲率系数及不均匀系数来评价集料级配不能合理评价混合充填骨料级配优劣。针对金川矿山棒磨砂、全尾砂和戈壁砂混合充填骨料,开展了混合充填料浆的塌落度和流变特性试验,研究混合骨料的细度模数、-75μm细颗粒含量及粗细比对料浆塌落度和流变参数的影响。试验结果表明,在一定质量浓度的范围内,充填料浆塌落度与粗细比呈凸二次曲线关系,与-75μm细颗粒含量呈负线性关系,与细度模数呈正相关关系;料浆的初始剪切应力和粘度系数与细度模数、粗细比呈负相关关系,与-75μm细颗粒含量呈正相关关系。由此可知,采用混合骨料时,细颗粒含量和粗细比两个指标能够合理评价混合骨料的级配优劣。     

大掺量粉煤灰胶结充填料浆的胶结性能研究

本文以粉煤灰和尾砂为主要充填材料,对胶结充填进行了强度特性和流变特性两大因素综合分析。应用响应面法研究影响胶结体抗压强度的主要因素及其影响程度,采用坍落度对料浆流变性能进行表征。试验结果表明:当粉煤灰占骨料80%时,进行料浆的胶结充填试验能够满足煤矿强度要求,尾砂的加入,进一步改善了料浆的流变性。     

某矿充填工艺选择和充填能力计算

为解决某矿选矿尾砂的流向和井下空区充填材料的来源问题,该矿设计以选厂尾砂作为充填骨料,采用添加粉煤灰、普通水泥进行全尾砂胶结充填工艺,通过充填能力计算,确定了充填料制备能力。     

新型胶结剂-细粒级尾砂充填料浆性能研究

为探寻用新型尾砂胶结剂和PO42.5R水泥作充填料浆的性能差异,选取合理的充填材料配比,对尾砂胶结剂和PO42.5R水泥胶结细粒级尾砂的充填材料的物化性质、固结强度、流动性、毒性等性能开展研究。首先分析了两种胶凝材料在胶凝机理上的差异,对二者的性能进行了检测;其后对凡口铅锌矿细粒级尾砂粒径及化学成分进行了测定;此外,开展了尾砂固结、扩展度、毒性浸出试验。研究结果表明:尾砂胶结剂及PO42.5R水泥均能满足现场需要,但尾砂胶结剂材料活性高于PO42.5R水泥;同等灰砂比及浆体浓度条件下,尾砂胶结剂充填材料的强度、流动性、重金属元素固化性能均明显优于PO42.5R水泥。     

和睦山铁矿尾砂添加骨料充填技术研究

和睦山铁矿充填材料采用全尾砂,全尾砂粒度细导致充填浓度低、配比高。为降低充填配比,减少充填成本,姑山矿业公司利用白象山尾砂和黄砂作为骨料,分别添加到和睦山全尾砂中,可将充填配比降低至1∶10,充填浓度提高到60%以上。和睦山尾矿添加骨料的充填具有提高充填浓度,降低充填成本,充填体脱水量小等优点,具有广阔的应用前景。     

某矿全尾矿胶结充填材料和充填工艺选择

为解决选矿尾砂的流向问题和井下充填材料的来源问题,某矿设计以选厂尾砂作为充填骨料的全尾砂胶结充填系统,通过工艺比较,采用添加粉煤灰的普通水泥全尾砂胶结充填工艺,充填系统设计推荐采用立式砂仓工艺方案.     

某矿细粒尾砂胶结充填技术研究

通过对陕西某金矿细粒尾砂进行试验研究,得到了尾砂粒径分布、充填料浆流动性能等基础参数,探究了骨料组成、灰砂比、料浆质量浓度、胶凝材料及养护期龄等因素对充填体单轴抗压强度的影响。试验结果表明:该矿尾砂属细粒尾砂,-74μm颗粒所占比例约为86.16%～88.69%;尾砂搭配碎石组成的充填骨料可使充填体强度提升2.24倍,可削弱因灰砂比降低而引起的充填体强度衰减效果;长矿院专研G料可使充填体强度成倍提高并具有早强性,强度增强效果随胶结剂添加量的增加而有所减弱。研究结果可为国内外类似细粒尾砂矿山胶结充填采矿法的应用提供理论参考与工艺借鉴。     

不同粗骨料的膏体流变性能研究

在流变试验的基础上,以废石和戈壁集料为粗骨料制备成膏体,并分别建立屈服应力与质量浓度、灰砂比、尾废比(尾砂/戈壁集料)、泵送剂添加量之间的模型,研究两种不同膏体的流变性能,并进行比较。试验结果表明:各个因素对流变性能的影响不同;在其他试验材料相同的基础上,当各配合比取相对较小值时,以废石为粗骨料的膏体其屈服应力较大,各配合比取相对较大值时,恰好相反。经分析,当粗骨料形状占主导作用时,以戈壁集料为粗骨料的膏体其流变性能更好,当粗骨料粒径和级配占主导作用时,以废石为粗骨料的膏体其流变性能更好。