谦比希铜矿膏体充填料浆流动性测试

膏体充填可有效解决采空区固废处置问题,实现安全、高效、高质量回采。为最大程度使用尾砂,降低矿山开采成本及安全隐患,谦比希铜矿引入膏体充填技术,首先对该技术方案的基本构成系统进行了介绍,之后针对该充填方案设计出对应的环管实验,通过环管实验测试了不同浓度及配比条件下膏体的流动性能,最终确定最佳膏体充填浓度为66% ~ 68%、最佳灰砂比为1∶16,此时膏体流动性较好,对应的沿程阻力为4.5~6.5 MPa/km,塌落度为26~28 cm,可保障膏体充填的高效性,为当地矿产资源有效利用、环境保护树立了典范。     

基于块体模型的储量估算方法

在矿山储量估值中,克里格法和距离幂次反比法在原理和方法上具有独特优势,被广泛使用。但是在实际应用中,特别是在金等贵金属矿床的储量估值中,结果并不尽如人意。在研究两种方法的原理基础上,以某金矿为工程背景,借用3DMine矿业软件为工具,分别采用克里格法和距离幂次反比法对该矿体进行储量计算,估算出矿山地质储量。并将两种方法的估值结果与矿山实际情况进行对比研究,探讨两种估值方法误差产生的原因。研究表明,理论上被认为优于传统估值方法的克里格法,在金等贵金属矿床储量估算中,所获得的估算值并不比距离幂次反比法准确。通过对块体模型进行改进,并采用两种方法的平均值,得到一个更合理的估值结果。     

全尾砂膏体搅拌技术现状及发展趋势

搅拌作为胶结充填关键环节,它的优劣直接影响水泥分散效果、料浆输送性能,以及水泥单耗和充填体强度。然而目前膏体充填技术研究主要集中于尾砂浓密、管道输送及充填体力学性能等方面,极少涉及料浆的搅拌过程。随着膏体充填技术的发展,膏体搅拌环节的不足逐渐暴露：多尺度物料弥散效果差、均质化困难,致使胶凝材料水化不充分;单套搅拌设备能力不足,限制了整个系统充填能力的提升;颗粒混合弥散运移规律及低效区消除等关键问题无法解决。目前暂无性能优异的膏体专用搅拌机,主要借鉴混凝土搅拌设备及工艺,由于全尾砂物料细、料浆黏度高、屈服应力大,导致混合分散困难,设备适应性差、能力不足等。因此,发展大流量膏体专用搅拌工艺及其配套设备迫在眉睫。     

低温对某铜矿膏体充填早期强度影响及工程建议

以伽师铜矿冬季膏体料为背景,制备不同水质、水泥种类、水泥添加方式、泵送剂掺量和骨料添加量的膏体试块129个,膏体温度控制在8~12℃,放置于温度20℃、湿度95%的标准养护箱,待养护龄期为3、7和28 d时测其单轴抗压强度.实验结果表明,膏体7 d和28 d强度分别是3 d强度的1.44倍、2.4倍,7 d强度演化规律符合2℃时水化反应度演化进程、强度发展较慢,而28 d强度演化规律符合20℃时水化反应度发展进程,温度对其后期强度影响较小.基于低温对膏体7 d内早期强度影响较大这一现象,提出了充填系统添加高温补水点的工程建议:根据伽师铜矿膏体实际配比,理论计算出高温补水量为6~8 m3·h-1,水温70~100℃,膏体温度可由6℃提高至15~19℃;建议采用工业热水器提供高温水,热水器功率保守选择400 kW,充填成本每方充填料增加2.9元人民币.      

膏体浓密机扭矩计算模型及其影响因素

基于泥床料浆的非牛顿体特征,以及料浆初始剪切应力与浓度的变化规律,本文提出了耙架扭矩计算模型.模型预测结果显示,耙架扭矩随底流浓度升高而增大,底流浓度对浓密机运行时的扭矩百分比的影响幅度可达4.67%,两者呈现为多项式函数关系.与此同时,泥床高度对耙架扭矩影响较小,影响幅度仅为0.27%.通过某铅锌矿膏体浓密机64 h运行过程实时监测数据对比,验证了模型关于底流浓度和泥床高度对扭矩的影响规律.      

基于突变理论的人工假顶设计与安全性分析

伽师铜矿矿体为急倾斜中厚破碎矿体,针对其开采难度大、安全性差的难题,提出了考虑膏体充填的人工假顶高效构筑方案,并且基于突变理论对人工假顶的稳定性进行了分析。该方案在伽师铜矿进行了人工假顶工业试验,人工假顶各项指标满足需求。通过人工假顶现场实施与应用,其稳定性得到验证,并且人工假顶在矿体回采中起到了很好的作用与效果。     

泵送剂对膏体料浆管道输送的影响

膏体泵送系统沿程阻力大,常造成管路爆裂、接头泄漏等事故,严重制约着膏体充填技术的进步与发展。以流变性能极差的某铜矿膏体料浆为例,在满足充填强度和泵送要求的前提下,通过添加泵送剂改善膏体的流变特性,与不添加泵送剂作对比实验,分析了时间对添加泵送剂后料浆流变特性的影响。实验表明,该铜矿全尾砂膏体符合宾汉体特征,添加泵送剂减小了浓度对流动性能的影响,在满足输送条件下,可使流变性能极差的膏体料浆浓度提高到78%。结合理论分析,探讨了充填料浆在添加泵送剂条件下的减阻作用及长时间作用下膏体坍落度损失机理,认为泵送剂可以有效应用于膏体料浆管道输送减阻、降低管道磨损,且负面影响很小。     

全尾砂膏体搅拌剪切过程的触变性

膏体触变性是一种复杂的流变现象,涉及到膏体的搅拌制备、管道输送、采场流动等多方面,但是对膏体的触变性机理目前还缺乏统一的认识,对全尾砂膏体处置技术中出现的各种与触变性相关现象还难以解释.针对全尾砂膏体搅拌剪切过程中的触变行为,对某尾矿全尾砂膏体在不同条件下进行流变测试,研究全尾砂粒级、膏体中固相质量分数、水泥添加量、静置时间等因素对膏体触变的影响规律,分析全尾砂膏体触变行为及其对全尾砂膏体稳定性能的影响.研究结果表明,全尾砂颗粒以三维网状结构弥散于浆体空间,其触变性与屈服应力及膏体料浆稳定性相关,受到料浆中超细成分、灰砂比、固相质量分数等影响,膏体触变特征可划分为剪切破坏及静置恢复两个过程,其流变特性具有随时间而变化的特点.      

搅拌速度对全尾砂膏体流变性能的影响

为研究搅拌对膏体流变性能的影响,通过控制搅拌速度制备膏体样品,并测试其细观结构、流变、电位及离子浓度等参数,从物理化学角度分析速度对膏体流变的影响。结果表明：膏体搅拌存在速度阈值(本研究中该值为1000～1500 r/min),当搅拌速度小于阈值时,由于膏体中各类膜包裹的颗粒被搅拌分散,细观结构尺寸随搅拌速度增加而变小,膏体流变参数随搅拌速率增加而降低,其流变曲线符合Bingham模型;而当搅拌速度超过阈值时,强搅拌剪切促进了早期水化物及无机盐离子溶解到溶液中,其离子浓度升高,颗粒表面电势由-0.7655 mV变为-0.4760 mV,测得细观结构及流变参数均随搅拌速度增加而变大,且流变曲线更符合H-B模型(n<1)。结合Hattori-lzumi理论和Debye-Hückel理论,通过引入剪切速率因子,建立颗粒表面电化学与吸附力、流变与颗粒聚集状态关系方程,分析了搅拌剪切对膏体流变特征的影响机制,为膏体搅拌技术发展提供理论支撑。