基于RSM的戈壁砂-棒磨砂充填料浆流变特性研究

为分析戈壁砂－棒磨砂充填料浆的流变特性和粘度影响规律,获取管道输送特性。本文针对金川矿区不同粒径戈壁砂和棒磨砂,进行物料粒径级配分析,以实验法确定戈壁砂与棒磨砂最优混合比例,针对不同粒径戈壁砂与棒磨砂制备高浓度料浆,通过流变实验获取流变参数,应用响应曲面法对料浆流变特性的影响规律进行分析。研究结果表明,戈壁砂-棒磨砂充填料浆符合充填料浆工业需求,料浆流变模型符合Herschel-Bulkey模型;质量浓度、水泥添加量以及配比对料浆粘度都具有显著影响,呈正比例影响关系,其中质量浓度影响最显著。根据多元分析建立了粘度的非线性模型,模型精度高,预测相关系数达到0.967,为充填料浆后续管道设计提供理论支撑。     

废石-尾砂高浓度充填料浆流变参数的确定

以金川矿区废石与尾砂作为骨料,通过级配分析选用最优配合比制备了高浓度料浆。采用法国RheoCAD500型流变仪进行了流变实验,获取了流变曲线。对曲线的变化过程及现有的流变模型进行分析,结果表明,料浆的流变特性是多种模型复合的综合体现,现有的流变模型不能直接用于废石-尾砂高浓度料浆流变参数的回归。故进一步对流变曲线的变化机理及过程进行分析,确定了废石-尾砂高浓度料浆流变曲线的分析方法及流变模型,最终获取相应的流变参数。研究结果可为矿山应用废石-尾砂高浓度料浆提供可靠依据。     

某铁矿废石-全尾砂胶结充填体强度与水灰比的关系

基于某铁矿提供的废石破碎集料、全尾砂进行了胶结体强度正交试验研究,结果表明胶结体强度与水灰比呈负幂指数关系,符合Arioglu强度预测模型,并进行了回归分析,发现拟合方程属高度显著,且拟合结果精度高。证明了该模型对于矿山胶结充填体强度的预测有一定的适用性和可靠度,可用于实际充填工程参数设计值的初步估算。     

废石-分级尾砂高浓度充填料浆的粘度及多因素影响规律

粘度是表征料浆流动性与工作性的重要参数,为研究废石-分级尾砂高浓度充填料浆在多因素耦合条件下粘度的变化规律,开展了料浆流变实验,获取流变参数。应用响应曲面法分析粘度的主要影响因素及影响规律,研究结果表明：在多因素的耦合作用下,影响粘度的重要因素为细颗粒含量的变化(包括水泥量的添加),其次为料浆浓度的影响。料浆浓度增大时,粘度逐渐增大。粘度先随着细粒级的增加而减小,当细粒级含量到达一定范围后粘度达到最小,细粒级含量继续增多,粘度反而增加。在满足高浓度的前提下,料浆细粒级含量应控制在30%~34%,质量浓度小于84%。     

粗骨料高浓度充填料浆的管道输送模拟及试验

为了研究粗骨料高浓度充填料浆管道自流输送问题,根据金川矿区的实际充填管路利用Gambit建立三维管道模型,依据料浆自身的特点以及结构流理论,在Fluent(3D)求解器中进行数值模拟。通过对不同浓度及不同流量情况下管道阻力损失的分析以及对弯管处压力的分析,获得在满足强度和高浓度的前提下的最佳料浆输送浓度为78%~79%,最佳流速为90 m3/h。同时,通过坍落度试验以及工业试验对数值模拟的结果进行验证。结果表明,粗骨料高浓度料浆管道输送模拟是可行的,研究结果为矿山应用粗骨料高浓度充填提供了理论依据。     

废石-尾砂高浓度料浆的流变特性及输送参数优化

料浆的流变特性是实现料浆管道输送的基础,影响着管路设计与阻力计算等技术问题.废石-尾砂料浆的水灰比或骨料性质都不同于混凝土及全尾砂浆,料浆结构更加复杂,确定最佳管输料浆组合变得更加困难.通过对某矿山废石和尾砂的级配分析,选用废石和尾砂优化后的配合比(6∶4,7∶3,8∶2)制成高浓度料浆进行流变实验,首先回归流变曲线获取流变参数,其次应用灰色关联理论对屈服应力及粘度的影响因素进行排序与分析,最后应用Deport Expert软件确定优化后的料浆组合.结果表明水泥添加量和质量浓度是屈服应力的决定因素;废石-尾砂比是粘度的主要影响因素,水泥量、质量浓度次之;料浆的优化组合为废尾比取1.40,质量浓度取82%,水泥添加量取275.29 kg/m3.此研究为矿山自流充填管道输送提供了理论依据.     

大红山铜矿粗骨料充填料浆的高浓度判定

高浓度充填是目前主要的充填方式,粗骨料高浓度充填料浆性质复杂、影响因素多,而且某些参数的变化又不易控制,所以粗骨料充填料浆的高浓度判定仍是一大难题.本文结合目前国内外的研究现状给出了粗骨料高浓度充填料浆判定式.采用大红山铜矿废石与分级尾砂为材料进行验证,首先通过级配分析,选用最优配合比(废石∶分级尾砂为7∶3)配置料浆,进行抗离析性、泌水性观察以及坍落度试验,同时计算出高浓度充填料浆判定式对应值,最终选出符合要求的实验组,确定判定式的上下限.实验结果表明本文提出的粗骨料高浓度充填料浆判定式合理,且准确度很高,具有实际应用价值.     

金川矿山废石与酸浸尾砂最优配合比的研究

为了找出金川矿山废石与酸浸尾砂的最优配合比,即二者混合后达到最大堆积密实度,应用两种骨料堆积密实度模型计算出理论最大值,同时使用试验测量的方法得到了最优组,最终结合两种结果得到:废石∶酸浸尾砂应控制在7∶3与8∶2之间为最优范围。这为矿山后续强度的要求与管道输送提供了保证,同时可为同类矿山的设计提供参考。     

浅孔留矿法开采倾斜薄矿脉时围岩稳固性研究

浅孔留矿法适用于围岩中等稳固倾斜薄矿脉的开采。云南某金矿矿体赋存条件适合采用浅孔留矿法,但该矿回采指标极不理想。生产实践表明,采场围岩不稳固是造成回采指标不够理想的主要原因之一。为了研究围岩稳固性对回采指标的影响程度,必须研究岩体力学参数取值。运用Flac3D建立多种采场结构参数模型,加载后进行应力应变数据分析,模拟结果显示,在保持原有结构参数不变的条件下,将采场长度由32m增加到40m、顶柱高度由3m增加到5m,采场上下盘围岩在回采和放矿过程中能保持相对稳固。为了进一步证明模拟计算结论的可靠性,该矿就新方案进行了工业试验,结果显示,试验采场回收率达到70.31%,贫化率达到9.80%,与原有方案相比,回采指标有明显改善。可见,采用数值分析法来研究浅孔留矿法围岩稳固性,可以有效提高回采指标。