充填料浆沉缩性能试验研究

沉缩率是矿山充填工程的一项重要指标,严重制约着充填接顶的质量。以保山金厂河铅锌矿的全尾砂为试验材料,研究了全尾砂的泌水沉缩特性与规律,分析了不同料浆浓度、水泥添加量对沉缩性能的影响。结果表明：①胶结充填料浆沉缩率小于非胶结充填料浆。②在胶结充填料浆中,随着料浆浓度增大,料浆沉缩率会逐渐减小。③在充填料浆浓度为60%～68%范围中,随着灰砂比增大,料浆沉缩率会逐渐减小;在料浆浓度达到70%时,料浆沉缩率变化幅度很小,基本没有沉缩。     

充填料浆沉缩性及泌水性分析

煎茶岭镍矿充填接顶率仅为78%,充填后因空区面积较大、回采安全风险较高,造成支护强度大,采矿成本高。因此,开展了充填料浆泌水率及充填体沉缩性试验,通过试验发现不同物料配比及浓度对充填泌水率及充填体沉缩率影响较大,并得出-3mm机制砂合理级配参数。通过参数调整,提高了镍矿充填接顶率,使充填接顶率超过88%以上。     

尾砂充填料浆流变性能影响因素分析

在扩散度、坍落度实验的基础上,通过研究流变特性实验获得的流变参数,从尾砂性质、料浆浓度和砂灰比三个方面分析阐释影响尾砂充填料浆流变性能的原因。结果表明：充填料浆符合Hershel-Bulkley流体模型,在剪切速率0~220s_-1范围内,料浆浓度小于74%时均会达到层流与紊流的临界剪切速率,其实际值大于理论计算值;全尾砂经分级后,屈服应力、刚性系数整体下降,浆体的扩散效果、流动性变好;充填料浆浓度的增加造成料浆屈服应力、刚性系数整体增大,表现为扩散度、坍落度总体呈下降趋势;砂灰比与流变特性参数不呈线性关系,对尾砂充填料浆的流变性能影响较小。     

甲玛铜多金属矿尾砂充填料浆流变性能影响因素分析

在扩散度和坍落度试验基础上,研究尾砂性质、料浆浓度和砂灰比对尾砂充填料浆流变性能的影响。结果表明,充填料浆符合Hershel-Bulkley流体模型,在剪切速率0~220 s-1,料浆浓度小于74%时均会达到层流与紊流的临界剪切速率,其实际值大于理论计算值。全尾砂经分级后,屈服应力、刚性系数整体下降,浆体的扩散效果、流动性变好。充填料浆浓度的增加造成料浆屈服应力、刚性系数整体增大,表现为扩散度、坍落度总体呈下降趋势。砂灰比与流变特性参数不呈线性关系,对尾砂充填料浆的流变性能影响较小。     

粗骨料充填料浆泌水特性及其对充填体性能的影响

为分析粗骨料料浆泌水率在不同影响因素下的变化特征和泌水率与料浆坍落度之间的关系,在室内开展了粗骨料充填料浆泌水率特性的试验研究。分析了物料组成、质量浓度及水泥含量对料浆泌水率的影响规律,并进一步探索了粗骨料料浆泌水率与坍落度之间的关系。结果表明：尾砂料浆泌水率随着料浆浓度的不断增大呈现不断降低的趋势,并且泌水率的降幅随着水泥掺量的增加逐渐降低;当泌水率相近时,尾砂料浆的质量浓度明显低于粗骨料料浆的质量浓度,说明掺入废石后能够有助于矿山实现高浓度料浆充填;粗骨料料浆的泌水率随着质量浓度的增加也呈现不断减小的趋势,但泌水率的降幅随着粗骨料掺量的增加呈不断减小的趋势;料浆的泌水率随着水泥含量的增加不断降低,并且浓度的增加会导致泌水率的降幅出现增大趋势;料浆的坍落度随着泌水率的增加表现出逐渐增大趋势。因此,可通过泌水率参数的变化定性判断料浆的输送性能。     

尾砂充填料浆泌水特性及其对充填体影响研究

通常认为充填配比固定时,尾砂充填料浆浓度决定充填体强度,但该观点未考虑料浆泌水对充填体的影响.利用测试模具,测试并分析了不同配比与粒级组成的尾砂料浆泌水特性及其对充填体的影响.研究发现:1)少量水泥添加即可显著抑制料浆泌水,采用微胶充填可实现充填采场泌水控制.2)料浆泌水会显著降低不同初始浓度料浆间的浓度差.但泌水后各...     

全尾砂充填性能试验研究

针对拟使用充填法将深部矿产资源采出的某矿山,为研究充填性能,取其尾砂进行试验,通过探索充填料浆性能在灰砂比和质量浓度有差异时的变化情况,判断灰砂比和质量浓度对充填料浆性能的影响。采用极差分析法获取两者影响充填料浆性能的主次关系,明确充填料浆配比的适合范畴,随之建立代表料浆性能参数和两因素之间的回归方程。由试验可得:在灰砂比1∶4～1∶12、料浆浓度66%～74%的情况下,料浆流动性能受质量浓度的影响较灰砂比大,但影响充填体强度的关键要素还是灰砂比。根据该矿山的生产需要及室内试验,再联系灰砂比、浓度与充填料浆性能参数间的回归方程,推荐选择最佳参数,灰砂比1∶8,料浆浓度72%。     

充填料浆浓度控制方式的选择

对于胶结充填系统 ,依密度计的安装位置不同 ,充填料浆浓度的控制有两种不同的方式 ,通过比较分析 ,得出这两种控制方式的控制效果不同 ,而且应用受造浆方式的限制。因此 ,在实际应用中应根据实际情况 ,合理选择控制方式。     

基于昆阳磷矿二矿充填材料特性试验研究

为避免充填料浆管道输送过程中造成爆管、堵管等事故,通过测定昆阳磷矿二矿尾砂性质,开展塌落度试验及半工业输送试验,研究了全尾砂不同工况下充填料浆的阻力损失,并反演出了多因素条件下可实现自流输送的充填倍线。结果表明:在同一灰砂比下,充填料浆流动阻力与管道内径呈负相关,跟流量呈正相关;当充填流量为100 m³/h时,推荐内径为150 mm的管道,阻力为1.67～4.4 k Pa/m,料浆流速为1.57 m/s,且不同灰砂比下质量浓度为68%的充填料浆可以流经的倍线试验值大于8,与理论计算值相符。     

胶结充填系统充填料浆浓度的稳定控制

在胶结充填系统的充填站自动控制中,充填料浆浓度的控制直接影响充填质量.为了实现充填料浆浓度的稳定可靠控制,本文从工艺角度出发,改变料浆制备过程,从而改变其自动控制过程,通过二级控制实现浓度稳定控制的目的,为实际应用提供新的思路和借鉴作用.     

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。     

煤矸石作充填骨料的似膏体料浆流动性能试验研究

以山东新汶矿业集团孙村煤矿的实际情况作为研究背景,为保证地表及矿山主要井巷的安全,最大限度地回收留设的保安煤柱的技术问题,解决煤矸石排放问题和建成清洁绿色矿山,进行了煤矸石作为充填骨料的似膏体料浆流变特性试验研究.试验结果表明,制备出的煤矸石似膏体合乎设计要求,并能实现膏体完全自流充填.采用煤矸石充似膏体自流充填工艺既然经济又环保,为孙村煤矿实现绿色生产和可持续发展提供了技术支持.     

某镍矿充填料浆坍落度参数预测分析

针对某镍矿充填工艺与充填物料组成成分的复杂性,为提高坍落度测试的效率,同时在不影响测试准确性的前提下减少试验数量,采用BP神经网络分析数据的原理与方法,分析输入、输出层与隐蔽层的结构层次关系,建立起充填物料中的人工砂X1、河砂X2、尾砂X3、水泥X4含量4个变化因素对不同浓度充填料浆坍落度Y1、Y2、Y3影响的函数关系模型,通过训练值与试验测试值的比较,结果显示该模型可较好地预测不同浓度条件下充填料浆的坍落度参数,该模型用于预测时的误差小、精度达到96.481%,在与现场试验的对比当中,该模型表现出良好的适用性。     

柠檬酸对磷尾矿胶结充填泌水及减阻性能影响

以贵州某磷尾矿为骨料,粉煤灰和水泥为胶凝材料制备胶结充填料浆,研究柠檬酸添加量对充填料浆泌水中SO42-、F-以及泌水率的影响。采用扩展度法、流动度法及L型管法来研究柠檬酸对磷尾矿充填料浆流动性能的影响。结果表明：柠檬酸的加入导致料浆泌水中SO42-含量升高、F-含量降低,但对泌水率的影响较小。柠檬酸对充填料浆具有缓凝效果,能改善料浆流动性能。     

充填料浆管道输送流体力学分析及流速计算

随着社会的发展和科学技术的进步,充填采矿法逐渐成为金属矿床地下开采的主要采矿方法。其充填方法有水力充填、高浓度充填、膏体充填等。对充填管道输送中充填料浆的运动状态和流变特征进行分析,介绍了料浆输送临界流速的几种计算公式。     

泵送剂掺量对充填料浆流动性能及充填体力学性能的影响

泵送剂作为改善充填料浆流动性能的添加剂,已经被广泛应用于矿山,但泵送剂对料浆凝固后充填体力学性能的影响却尚不明确。针对某矿不同泵送剂掺量的充填料浆,开展了料浆塌落度试验、流变试验 、充填体试块单轴抗压强度试验及试块电镜细观试验。结果表明：泵送剂对塌落度呈非线性梯度影响,随着泵送剂掺量不断增加,同剂量的泵送剂对塌落度的影响能力慢慢减弱;屈服应力与塑性黏度均随泵送剂掺量 的增加而降低,泵送剂掺量在超过3%后,屈服应力的下降幅度明显减缓,而对于塑性黏度,掺量超过2%时,其下降幅度就已经开始明显减缓;泵送剂对3 d养护龄期试块强度的影响较弱,而对于7 d、28 d养护龄期试 块,掺量为1%和2%时,对充填体抗压强度的影响是正面的,当掺量大于2%时,充填试块抗压强度呈下降趋势;掺量在1%时充填试块的细观结构是最致密的,随着泵送剂掺量的增加,大孔隙逐渐增加。综合考虑泵送剂 成本、料浆流动性及抗压强度,针对试验中的料浆配比,推荐泵送剂掺量为2%。     

充填倍线对浆体管道自流输送的影响

针对充填料浆在管道自流输送过程中所出现的问题,通过应用浆体管道输送的水力学特性理论推导、数值模拟和现场实际观测等技术手段,深入分析了充填倍线、垂直高差以及充填料浆出口速度三者之间的关系。推导出料浆在相同充填倍线条件下出口速度与进出口垂直高差的关系式,并验证了其正确性。最终得出结论:1)充填倍线一定时,料浆出口速度随着垂直高差的增大而增大;2)垂直高差一定时,料浆出口速度随着充填倍线的增大而减小。     

管道自流输送尾砂充填系统的故障树分析

以目前国内金属矿山采用的较为典型的两相流管道重力自流输送工艺为分析对象,应用事故树分析方法(FTA),建造了该充填系统的事故树,并用最小割集和结构重要度分析方法定性地分析了导致系统事故发生的46种可能性及其对事故发生的影响程度及解决措施。     

细粒尾矿充填料浆的流变性及充填能力研究

以某铁矿细粒尾矿为充填骨料,系统研究了不同浓度充填料浆的塌落度和流动性变化规律,测定了不同浓度充填料浆的粘度和屈服应力。研究结果表明,料浆浓度是影响料浆流动性的关键因素,料浆存在一个临界浓度,料浆浓度大于该临界浓度后,其流动性会急剧降低。对于所用细粒尾矿充填料浆而言,其临界浓度为63%左右;为了保证料浆的流动性,充填料浆浓度应控制在63%以下。采用宾汉姆流体理论,计算了不同浓度充填料浆的管道输送阻力损失及在不同管径下的输送能力。结果表明,在相同充填倍线下,料浆浓度和充填管道直径是影响充填能力和流动速度的主要因素;为保证不同浓度料浆的充填能力,应选择适宜的充填管道直径。