改性粘土浆的试验研究

为取代矿区注浆帷幕截流工程所需的大量水泥，试验研究了改性粘土浆的塑性强度及影响因素，比重与粘度、稳定性等性能，进行了经济效益分析，并作出了综合评价。     

溶洞充填用多固相改性粘土膏浆制备工艺及应用

在以碳酸盐岩含水层为主的岩溶矿区实施矿山堵水帷幕注浆的工程中,注浆钻孔常常揭露大型岩溶裂隙或溶洞,为了节约注浆材料并保证充填效果,一般采用先投放骨料后注浆的方式进行治理,但施工效率较低。因此,提出在常规改性粘土浆液的基础上,通过增加基浆比重,同时添加结构剂、速凝浆及增稠剂等多种组分,实现了以改性粘土膏状浆液携带多种骨料进行溶洞充填的制浆灌注工艺,投料和灌浆的同时施工明显提升溶洞处治效率,山东某金矿帷幕注浆工程的应用证明,该工艺比常规治理方法效率高,同时能有效节约注浆材料,具有保证质量和节约成本的双重作用。     

钠化改性对累托石粘土防水性能影响的研究

钠化改性方法可对累托石粘土的防水性能产生不同的影响。累托石粘土原土的防水性能较差,采用干法钠化改性效果不明显,而湿法钠化改性通过参数控制可以大幅度提高累托石粘土的防水性能。     

矿山治水改性粘土浆高压固结机理研究与应用

基于因地制宜、绿色环保的要求,矿山帷幕注浆领域越来越多采用粘土类注浆材料,粘土类注浆材料的非工业成品特点使之在性能上与传统注浆材料具有较大差异。为了开展非工业成品注浆材料固结机理研究,建设了专门的注浆材料高压固结装置,并在此基础进行了相应试验。试验结果表明,高压注浆状态下,给定配比改性粘土浆液固结时间约为110min,固结体结构为复合结构形式,根据此结果计算注浆浆液扩散半径为纯水泥浆液3.375倍,此研究结果在现场工业试验中得到了验证。该试验装置、试验方法及研究结果为改进现有注浆工艺提供了技术支撑,为帷幕注浆领域新材料研究与应用提供了借鉴。     

霍普金森试验下斑铜矿动态力学特性分析

为了研究斑铜矿在不同冲击荷载下的动态力学特性,通过霍普金森试验,对斑铜矿进行冲击试验,分析研究结果表明：斑铜矿的平均应变率与冲击荷载有着很强的相关性,二者之间多项式拟合关系水平明显。在冲击荷载的作用下,应力应变曲线表现为四个发展阶段：裂隙闭合阶段、弹性裂隙稳定扩展阶段、非线性弹性变形阶段、最终破坏阶段,存在一个破碎块度的均匀适中的冲击气压,而在较高冲击荷载下的破坏模式为压碎破坏。对冲击后的岩样进行筛分粒度分级的结果表明：冲击荷载越大,破碎块度越小。     

浆体管道输送动态粘弹效应及管路损伤分析

分析了浆体动态管道输送的粘弹效应,建立了管道输送粘弹塑性流变模型,推导了流变方程,并从粘弹性能量释放对管道的作用力、管道的共振、疲劳损伤等方面分析了粘弹效应对输送管路的损伤破坏作用。研究结论可为浆体输送管路设计、阻力计算、管道输送参数优化等提供理论依据;为研究浆体输送中管道损伤破坏问题提供新思路和新方法。     

丁苯乳液改性水泥基充填料浆的性能与微观结构研究

为提高水泥基尾砂料浆的充填性能,采用丁苯乳液聚合物为外加剂制备水泥砂浆,通过实验分析了不同浓度的聚合物对料浆充填性能的影响规律,并采用扫描电镜得到的图像对不同浓度条件下充填体的微观形貌进行观察。实验结果表明,随着丁苯乳液浓度的增加,砂浆的流动性、稠度与强度指标呈先增后减的变化趋势,泌水率则呈先减后增的变化趋势;浓度为4 mol/L是改性料浆充填性能的最优浓度,该浓度条件下的砂浆和易性与强度性能均可满足实际充填采矿的工作要求;水化硅酸钙与钙矾石是充填体内部的主要水化产物,形成了凝胶体系;未掺聚合物的充填体样品微观结构表现为蜂窝状,颗粒间裂隙和孔洞较多;聚合物的掺入使得料浆中的活性物质数量增加,与游离的Ca_²⁺、Si_⁴⁺和Al_³⁺发生反应形成化学键,增强了料浆的黏聚力;随着丁苯乳液浓度提高,料浆结构的形貌由蜂窝状向着为排列紧密的层状结构过渡,大量水化硅酸钙和钙矾石将骨料连接聚合形成整体,进而促进强度性能的提升;当丁苯乳液浓度过大时,水化反应生成的钙矾石含量显著提高,水化硅酸钙含量有所降低,导致和易性与抗压强度有所下降。     

采场充填料浆流动轨迹探究与充填体特性分析

采场内充填料浆流动轨迹与强度分布规律是影响充填体质量的控制性因素。以石人沟铁矿充填采场为工程背景,借助MDL-vs150三维激光扫描仪器,提取了现场充填料浆流动终态轨迹坡面数据,得出了充填采场料浆流动轨迹坡面曲线函数方程,进行了现场取样与强度测试试验,揭示了充填体强度分布规律。结果表明：以充填下料口为原点,充填料浆沿流动方向的轨迹坡面曲线趋向于正态分布,沿充填料浆流动方向充填体强度呈减小-增大-减小的“倒S”型分布,沿充填料浆流动方向上出现充填体强度损失区和强度增加区,其中强度损失区中强度平均损失25.80%,强度增加区中强度平均增加17.18%。能为采场的充填钻孔数量与位置设计及稳定性分析提供理论依据,对类似矿山充填质量评价有很好的借鉴意义。     

某金矿全尾砂充填体早期强度性能分析

针对某金矿以水泥为主要胶凝材料造成的充填成本高、早期强度低的问题,以该金矿全尾砂为骨料,选用生石灰、石膏、水淬矿渣、水泥为辅料,在分析全尾砂物化性质的基础上,采用全面法试验设计,制备料浆质量浓度为70%、72%、74%、76%和灰砂比1∶4,1∶6,1∶10和1∶20的充填料浆,测定养护龄期为1,3,7,14d时抗压强度。结合Design-Expert软件筛选并评估影响全尾砂充填体早期强度的显著性因素。试验结果表明:料浆质量浓度和养护龄期一定时,充填体早期强度与灰砂比表现为正比关系;控制养护龄期和灰砂比不变,随着料浆质量浓度的增大,充填体强度增长越明显;在灰砂比和料浆质量浓度相同的条件,充填体强度与养护龄期呈正相关,对充填体早期强度影响敏感性顺序为灰砂比养护龄期料浆质量浓度。通过试验可知,在灰砂比1∶4,料浆质量浓度76%时,充填体1d强度可达0.76MPa,3d强度可达1.19 MPa,7d强度可达2.09 MPa,14d强度可达2.21 MPa。将试验结果应用于工程实践,可为矿山充填提供理论依据和数据参考。