具有储矿功能的深锥浓密机泥层高度变化规律

一般认为深锥浓密机不具备储矿功能,但对于用于充填的深锥,由于充填作业的间断性,其必须具备一定的储矿功能。不同功能的深锥浓密机对应着不同的泥层高度,因此,有必要分析深锥内部泥层高度的变化规律。针对具有储矿功能的深锥浓密机,建立了计算泥层高度的数学模型。以某矿浓密机设计为例,分析验证了所建立的数学模型。计算结果显示:对于不具备储矿功能的深锥,泥层高度维持在4.55m;对于充填和堆存联合处置的深锥,泥层高度最大值提高了1.22m;对于充填的间断排料方式,泥层最大高度提高了4.11m。此外,由于泥层最大高度的增大,耙子驱动功率也相应增大。     

饱水白砂岩折线与三维强度特征

为了研究干燥和饱水状态下白砂岩力学特性的差异及饱水对白砂岩力学行为的影响程度,采用RMT岩石力学试验系统进行了白砂岩干燥和饱水状态的单轴和三轴试验,研究结果表明:饱水使得白砂岩的线弹性变形特性减弱,而非线性屈服特性增强,且随着围压的增大,这一特性更加明显;围压大于20 MPa时白砂岩应力应变曲线不出现压密阶段;饱水对白砂岩单轴时的强度劣化影响显著,软化效应明显即软化系数小,围压大于20 MPa时,强度劣化影响和软化效应趋于一定值,单轴强度劣化率是高围压三轴强度劣化率定值的2.62倍,高围压时的软化系数定值是单轴时软化系数的1.387倍;围压小于20 MPa时弹性模量和变形模量劣化率随着围压的增大而近似线性减小,围压大于20 MPa时劣化率基本趋于一定值;饱水对白砂岩黏聚力劣化效应显著而对内摩擦角劣化效应较小;根据完全拟合与屏蔽拟合效果,以30 MPa为转折,建立了折线强度准则,根据白砂岩在子午面内的变化规律和William-Warnke偏平面函数确定了具体的白砂岩偏平面曲线,构建了干燥和饱水状态下白砂岩的三维强度经验准则,白砂岩单轴破坏内部损伤严重,分布区域广,微裂纹多处集聚并沿多个方向发展,形成多条主控破裂面,三轴时内部损伤发展集中,分布区域窄,微裂纹集聚和发展方向单一,形成单一主控破裂面.所得成果对受地下水影响的岩体工程设计中岩体参数的合理选择具有实际指导意义.     

硅酸钠对胶结膏体充填材料凝结性能的影响机制

膏体充填材料的缓凝事故严重影响资源的有效回采.本文针对会泽矿全尾砂-水淬渣胶结膏体充填物料缓凝问题,开展多因素均匀实验,研究材料凝固、强度性能的影响规律及权重.回归分析表明,随着水玻璃单耗的增加(水泥重量的2％～12％),膏体凝结时间减少.对于凝结时间影响权重最大的因素为灰砂比(18.6％),其次为水玻璃单耗(5.1％).水玻璃单耗的增加能够促进膏体强度的提高,但影响权重较小(仅为4.6％),决定充填体强度的因素仍为灰砂比(57.1％).当膏体配比为全尾砂:水淬渣:水泥=7:1:1,浓度为78％～ 80％,水玻璃单耗3％～4％时,膏体凝结时间为8.2～12.5 h,28 d强度为2.33～2.76 MPa,符合膏体充填工艺的要求.     

基于尾砂沉降与流变特性的深锥浓密机压耙分析

采用深锥相似模型动态沉降实验及流变参数测定方法研究深锥浓密机压耙原因.结果发现造成深锥浓密机压耙一方面是由全尾砂进料浓度和絮凝剂添加量波动造成全尾砂絮凝沉降效果不佳而引起的;另一方面是间歇式充填排料引起深锥中料浆浓度分布差异性增强,进而导致料浆流变参数突变引起的.通过对深锥压耙机理的研究,为深锥正常运行及事故预测和排除提供理论依据.      

常见炉渣水泥复合胶凝材料性能研究综述

矿渣、钢渣是常见炉渣,炉渣作为工业冶炼后的残余产物占据着大量优质的土地资源,严重污染着周边环境.为了解决炉渣的使用问题,一种方法是将经过处理的炉渣掺入到水泥的生产中,代替部分水泥,制成炉渣水泥复合胶凝材料;另一种方法是将炉渣作为碎石掺入到混凝土的制作过程中,但这种效果并不理想.研究表明,炉渣水泥复合胶凝材料几乎与水泥性能相当,展现出了许多优异的性能.这种方法不仅解决了炉渣使用的问题,还减少了因为炉渣堆积和水泥生产带来的环境污染,因此炉渣水泥复合胶凝材料的研究成为了国内外关于水泥研究的热点之一.将从多方面介绍炉渣水泥复合胶凝材料在国内外研究的现状以及未来的发展展望.     

粗骨料对混凝土单轴抗压强度及破坏特征影响的数值分析

采用PFC2D离散元首先生成混凝土基质,然后利用Clump技术形成不同形态的粗骨料混凝土数值模型,分析研究粗骨料含量和形态对混凝土强度和损伤演化的影响。获得以下主要结论：随着粗骨料含量的增加混凝土单轴抗压强度增大,相同含量下三角形粗骨料混凝土的强度最高,其次是五边形粗骨料,圆形粗骨料混凝土的强度最低;粗骨料含量小于50％时,随粗骨料含量的增大弹性模量增速较小,而大于50％时增速较大;混凝土破坏的初始微损伤主要集中在结合面处,圆形粗骨料微裂隙沿着结合面切线方向发展,主控破裂面沿着相邻粗骨料的公切线方向发展,多边形粗骨料微裂隙沿边延伸进入基质,主控破裂面为相邻粗骨料角度基本一致边的微裂隙沿边发展贯通而成。混凝土的损伤演化分为：微损伤的随机分布、微裂隙形成和微裂隙贯通形成破裂面三个阶段,粗骨料含量低时混凝土损伤比较集中,形成明显的主控破裂面,粗骨料含量高时内部损伤严重形成网状损伤裂隙。     

分层因素作用下充填体力学特性变化规律及破坏特征分析

井下尾砂胶结充填体多表现为分层数量多、分层角度小,因此研究分层因素对充填体力学特性及破坏特征的影响势在必行。通过对水平分层、角度分层充填体开展单轴抗压试验,实现分层因素与充填体抗压强度、割线模量间数量关系表征。研究结果表明：充填体抗压强度与分层数、分层角度,以及割线模量与分层数之间均呈指数型负相关,而割线模量与分层角度间更符合多项式函数关系;分层数对水平分层充填体强度的影响效果比固体质量浓度更显著,而角度分层充填体强度对固体质量分数的敏感度高于分层角度。分层充填体试样多表现为贯穿与半贯穿破坏,分层数对充填体破坏形态影响效果最显著,研究结果为矿山分层充填研究提供了理论基础和科学依据。     

全尾砂重力浓密导水通道分布与细观渗流规律

浓密床层导水通道分布特征及通道内部的细观渗流机制是影响全尾砂重力浓密效果的关键因素。利用连续浓密试验与CT扫描技术相结合的方法研究剪切作用对床层孔隙分布特征的影响,将扫描结果导入COMSOL软件进行床层内部液体逆向渗流规律模拟,揭示剪切作用对排水过程的影响机理。结果表明：在给料浓度为10%,絮凝剂浓度为0.01%时,无/有剪切作用下连续浓密平均浓度分别为50.10%和55.82%;内部孔隙率分别为49.90%和44.18%。无/有剪切作用下导水通道数量分别为6和2,剪切作用使导水通道的数量降低了66.7%;流出通道数分别为6和1,流出通道数量降低了83.3%;通道内液体最大渗流速度分别为9.574×10^-6 m/s和2.592×10^-6 m/s,出口最大流速分别为5.372×10^-6 m/s和1.468×10^-6 m/s;孔隙表面最大压力值随着液体逆向渗流逐渐降低。剪切前导水通道呈开放连通状态,排水后孔隙体积减小,导水通道闭合,床层浓度进一步提高。导水通道数量的降低说明剪切作用实现了床层的强化排水,为膏体材料的制备奠定基础。     

全尾砂无耙深锥稳态浓密性能分析

结合沉降和压滤实验, 对脱水性能数据进行曲线拟合获得连续网状结构形成浓度、压缩屈服应力和干涉沉降系数, 引入Usher提出的稳态浓密性能预测算法, 建立了无耙深锥浓密模型, 分析了絮凝剂单耗、底流中固相的体积分数、泥层高度等对固体通量和固体处理能力的影响规律.研究结果表明: 絮凝剂添加量对沉降区域影响大于压密区域, 20 g·t-1时浓密性能较好, 底流中固相的体积分数越大固体通量越小; 在沉降区域, 固体通量仅与浓度有关, 不受泥层高度影响; 在压密区域, 固体通量为浓度与泥层高度的方程; 模型参数范围内, 当泥层高度 < 3.5 m时, 固体处理能力为浓度与泥层高度的方程, 当泥层高度>3.5 m时, 固体处理能力与固体通量随底流中固相的体积分数变化规律一致.