尾砂分级综合利用对尾矿库安全稳定的影响

开展尾砂分级综合利用是当下矿山资源综合利用的趋势。研究尾矿分级粒径的选取对尾矿库安全稳定的影响问题,并阐明获得科学合理的尾矿分级粒径取值的技术路径。结果表明:尾矿分级取走一定数量的粗粒尾矿对尾矿堆积筑坝及尾矿库排洪的安全稳定性产生一定的影响,如果尾砂分级粒径选取不合理,取走的粗粒尾矿数量超过安全范围,造成细粒(包括黏性)尾砂占比增加,可能导致尾矿堆积坝出现渗透变形破坏,严重时甚至会造成尾矿坝坍滑失稳;同时可能导致尾矿沉积滩面坡度变缓,减少尾矿库的调洪库容,降低尾矿库的排洪安全性。研究获得安全合理的尾矿分级粒径取值对于尾矿库的安全稳定性至关重要。为了实现这一目标,必须以尾矿库的安全(包括尾矿坝的稳定安全和尾矿库的排洪安全)为中心展开一系列的研究论证工作,才能确保尾砂分级粒径取值的科学、合理。主要研究内容包括:研究分级后的尾矿物理力学特性变化情况、尾矿沉积滩平均坡度变化情况,以及尾砂粒径改变之后,对尾矿坝沉积分布规律产生的影响;基于多种工况条件,重新进行尾矿坝渗流分析计算、尾矿库调洪演算和尾矿坝稳定分析计算,必要时还需要进行尾矿库溃坝试验研究。研究成果可指导国内外尾矿分级综合利用工程技术实践,为确保尾矿分级综合利用之后的尾矿库仍处于安全稳定状态提供技术支撑。

安徽某铁矿分级尾砂胶结充填试验研究

为探究分级尾砂在安徽某铁矿胶结充填的可行性,在试验材料物化特性分析的基础上,分别开展了尾砂絮凝沉降试验、充填体强度试验及充填料浆流动性试验研究。研究表明:分级尾砂浓密优化参数为砂浆浓度30%,絮凝剂添加量30 g/t;相同配比条件下,分级尾砂各龄期强度较全尾砂均降低,分级尾砂充填要满足矿山强度要求,在质量浓度不变的条件下,需提高灰砂比,由全尾砂充填时的1∶12提高至1∶10;分级尾砂流动性与全尾砂相比,虽有所降低,整体相差不大,且均能满足矿山充填要求;分级尾砂充填料浆试验综合确定各灰砂比条件下,充填料浆临界流态浓度均不低于70%。研究结果为分级尾砂在矿山充填应用提供了数据支撑。

分级细尾砂胶结充填体早期水化放热及强度演化特性

对分级细尾砂胶结充填体的早期水化反应及力学演化特性进行研究,对不同灰砂比充填体料浆进行水化放热及电阻特性测试,并根据扫描电子显微镜对早期水化产物进行微观形貌特征分析,最后在单轴压缩力学试验结果的基础上,分析早期水化反应进程及产物对充填体强度演化的影响.研究表明,灰砂比越大,水化放热速率及放热量越大,生成水化产物越多,体积电阻率越大.同时水化反应速率直接决定了充填体自身强度形成的快慢,生成的Ca(OH)2减小了料浆体积电阻率,加快充填体自身强度的增长;随后生成的钙矾石(Aft)导致颗粒间孔隙更加致密,抑制了离子的溶解,减缓放出热量速率,从而阻碍了充填体强度的增长;当水化反应进行14 d基本结束后,充填材料凝结固化成为一个整体,强度基本稳定.充填体强度的变化呈现先迅速增加随后增加趋势逐渐减小直至稳定的趋势,为矿山采用分级细尾砂进行井下采空区充填、控制深部采场温度提供理论支撑及科学指导.

庙岭金矿分级尾砂胶结充填性能试验研究

为研究庙岭金矿分级尾砂的胶结充填性能,分析了分级尾砂的矿物组成、化学成分、粒级组成等,并进行了分级尾砂的坍落度试验、沉降性能试验、单轴抗压强度试验、压滤试验和L型管道试验。试验结果表明:庙岭金矿分级尾砂充填料浆在灰砂比1∶4、料浆浓度70%~74%时具有良好的抗压强度和流动性、可泵性,可用于矿山充填作业。

某铁矿全尾砂和分级尾砂对胶结充填强度的影响

某铁矿采用上向分层充填采矿法进行采矿,使用全尾砂进行充填。为了在保证充填效果的基础上更好地控制充填成本,开展分级尾砂充填技术研究。结果表明:①尾砂的性能测试表明,分级尾砂的级配优于全尾砂。②在灰砂比相同的情况下,分级尾砂A对应的料浆流动性最好,完全满足该铁矿自流输送的要求。③在灰砂比相同的情况下,全尾砂、分级尾砂A、分级尾砂B对应的胶结充填体试件的强度均随养护时间的增加而提高。④在灰砂比相同的情况下,分级尾砂A、分级尾砂B对应的胶结充填体试件强度均高于全尾砂对应的胶结充填体试件;与全尾砂相比,分级尾砂A对应的胶结充填体试件养护28 d的强度高39.7%,分级尾砂B对应的胶结充填体试件养护28 d的强度高64.5%。⑤分级尾砂A同时满足提高强度和保证流动性的要求,最适合该铁矿采用。

安庆铜矿分级尾砂胶凝材料配比试验及应用研究

根据安庆铜矿的充填胶凝材料选择和充填料配比参数设计,开展了分级尾砂新型胶凝材料胶结充填体和水泥胶结充填体的强度对比试验。结果表明:在灰砂比为1∶10、质量浓度为70%、28 d养护龄期的条件下,新型胶凝材料胶结试块抗压强度是水泥胶结试块的1.9倍。通过数值模拟方法,计算典型一步骤采场充填体的实际强度需求为1.525 MPa,并在此基础上推荐充填浓度不低于70%,新型胶凝材料与分级尾砂比为1∶10进行工业充填试验。采场充填体现场取样测试结果表明,新型胶凝材料充填体试样平均抗压强度为2.01 MPa,满足矿山对充填强度和充填质量的要求,胶凝材料用量降低了21.8%,从而节约了充填成本。

六苴铜矿分级尾砂胶结特性与多因素影响规律

针对影响分级尾砂胶结充填体强度的多种因素进行系统的试验研究。阐述了水灰比、灰砂比以及浓度对分级尾砂胶结特性的影响。本文以六苴铜矿分级尾砂制成的胶结充填体为实验对象,综合考虑多种影响因素提出胶结体强度模型,最终得出试块强度与单位体积料浆中骨料堆集密实度、骨料体积浓度及水灰比存在密切的关系。综合分析得出充填体的堆积密实度是首要影响因素。

水泥-分级尾砂充填料浆的沉降性能研究

根据生产需要,为满足采矿工艺要求,在一定程度上通过及时排水来提高充填料浆浓度可降低充填作业的风险。文中对矿山水泥-分级尾砂充填料浆进行沉降测试,根据测得的试验参数,得到各种情况下沉降参量的变化趋势线,分析了沉降参量随浓度、配比的变化规律。充填时若能够及时将料浆上部泌出的清水从采空区排出,则能够加快料浆凝结硬化速度,从而减小充填挡墙所受的侧向静水压力,可为安全采矿和减少采充接续时间提供保障。

新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体强度研究

结合某矿山实际,采用实验室试验与数值模拟相结合的手段,研究了新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体力学强度特性及其作为采场顶板的稳定性.单轴抗压试验与巴西劈裂试验结果表明,灰砂比为1∶6、1∶12的新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体在7 d、14 d、28 d、60 d养护龄期的抗压、抗拉强度,分别高于所对应灰砂比为1∶4、1∶8的42.5级水泥胶结分级尾砂充填体;并且灰砂比为1∶6、1∶12的新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体的早期抗压、抗拉强度均优于对应灰砂比为1∶4、1∶8的42.5级水泥胶结分级尾砂充填体;FLAC3D数值模拟结果表明:新型尾砂胶结剂胶结分级尾砂充填体,可以满足作为采场充填顶板的要求.

水泥-分级尾砂充填材料正交试验多元分析

综合考虑多种影响充填体强度的因素,利用多元线性回归原理和方法进行统计分析,根据正交试验数据,建立了充填体强度与干料质量百分含量Cw、水泥含量、水灰比的多元线性回归方程经验模型,并对此模型进行了F、R和t值显著性检验。建立起的模型适用性较强,F、R、t值的显著性检验均能够较好地通过,方程性质能够较好地与试验过程中观察和实测到的规律和数据相吻合,因此可在生产实践当中作为一种参考和借鉴,用来指导分级尾砂充填采矿实践。

水泥-分级尾砂充填材料渗透性能研究

水泥-分级尾砂充填料浆的透水性对其沉降、脱排水、固结硬化、力学等性能都有直接影响,较优的强度参数在一定程度上取决于其渗透性,通过试验测得数据,根据达西定律计算出不同条件下料浆渗透系数,分析渗透性的变化规律.结果显示:水泥掺量(配比)和浓度对料浆渗透性影响明显,浓度相同时渗透系数随灰砂比的降低而增大,配比相同时渗透系数随浓度的减小而提高,了解和掌握料浆在采场中所处状态,对渗水情况和固化过程进行准确估测,可为下一步充填和开采提供依据.

提高分级尾砂胶结充填体顶板质量的研究

针对管道自流分级尾砂胶结充填中存在的充填料浆浓度难以提高,充填体的浆体强度低等问题,提出了多点下料、竖向布筋等一系列工艺改进方法,工程实践表明,改进后的工艺极大地减小了充填物料的离析和分布不均的程度,从而有效地提高了充填体顶板整体强度,为高硫、矿岩不稳定矿体中实施大断面开采提供了有力的技术支持。

两段三产品旋流器应用于尾矿分级试验研究

根据实验室FX250/200型两段三产品水力旋流器的结构参数放大并制作了一台工业用两段连体三产品旋流器。通过实验室试验、工业试验,优化新型两段连体三产品旋流器的一段溢流管直径、二段溢流管直径、一段底流锥开度、二段沉砂口直径、二段补水量,获得了沉砂—0.074 mm粒级含量13.85%,总溢流中—0.074 mm粒级含量87.21%,沉砂产率为35.72%的理想筑坝粗砂。同时也优化了中线法筑坝工艺,降低了投资及生产成本。

分级尾砂料浆输送性能及流变特性试验研究

以莱西金矿分级尾砂、C料为试验材料,对分级尾砂进行粒径分析、沉降试验、泌水率试验、坍落度试验。试验得到莱西金矿分级尾砂属于粗粒级尾砂并且属于不良级配,充填料浆的保水性能与灰砂比、浓度呈正相关性。并对充填料浆进行流变特性试验,对试验所得屈服应力、塑性黏度随灰砂比变化进行拟合,得到屈服应力与塑性黏度的增长模型,其基本符合指数函数变化规律。屈服应力与灰砂比、料浆浓度呈正相关性,塑性黏度与料浆浓度呈正相关性,与灰砂比呈负相关性。试验研究结果对指导充填工程系统设计、调节充填材料配比、确定管道输送参数等具有重要的现实意义。

国产陶瓷过滤机过滤分级尾砂试验研究

采用国产的BST-6及HTG-1陶瓷过滤机对凡口铅锌矿的分级尾砂进行了过滤试验,通过对比,选定了HTG-45作为分级尾砂的过滤设备。工业运行结果表明,该陶瓷过滤机过滤能力和水分可以满足充填系统的要求,能耗仅为真空过滤机的25.32%。

全尾砂旋流器分级试验研究

为解决夏甸金矿分级尾砂胶结充填系统分级尾砂供应不足、采场采充失调的问题,开展了全尾砂旋流器分级试验研究。根据矿山全尾砂产率、井下充填分级尾砂需求量,确定出满足充填需求的分级尾砂最低产率。设定不同的工作压力及沉砂管管径进行全尾砂旋流器分级试验,根据分级尾砂最低产率确定出旋流器工作压力及沉砂嘴管径。根据试验结果对矿山充填系统旋流器组进行了选型改造,实现了夏甸金矿采充作业的持续平衡。

分级尾砂充填系统振动给料技术试验研究

本文介绍了武山铜矿分级尾砂充填尾砂振动给科系统的技术原理、破拱装置与砂仓结构之间的关系、振动给料机性能及其试验。试验结果证明,采用尾砂振动给料后,尾砂给料均匀连续,易于控制,尾砂充填料浆浓度高于71%,解决了矿山原分级尾砂充填工艺中因为水量和尾砂量无法控制,导致充填料浆重量浓度和充填效率低、采场充填接顶困难和充填料严重离析等一系列问题。

充填尾砂沉淀池自然分级技术工艺

在地下开采矿山,利用选矿尾砂充填采空区是一种经济而有效的地压管理方法。但用作充填材料的尾砂必须经分级处理,才能达到充填作业的要求。本文分析了该矿采用机械分级存在的问题,论证了采用尾砂沉淀池自然分级的技术工艺的合理性,介绍了它的应用效果。

分级尾砂加废石磨砂混合充填生产实践

介绍分级尾妙与废石磨妙混合，通过管路输送到采空区充填，以解决充填材料不足和充填成本高的问题。通过总结生产中存在的问题，进一步完善充填工艺，提高了矿山的经济效益。

废石-分级尾砂高浓度充填料浆的黏度及多因素影响规律

黏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黏度的变化规律,开展了料浆流变实验,获取流变参数。应用响应曲面法分析黏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,影响黏度的重要因素为细颗粒含量的变化,其次为料浆浓度的影响;料浆浓度增大时,黏度逐渐增大;黏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黏度达到最小,细粒级含量继续增多,黏度反而增加。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%。