不同灰砂比和料浆浓度下充填体强度特性研究

以武山铜矿全尾砂、水泥制备成的胶结充填体为研究对象,利用RMT-150C型液压伺服控制系统,通过单轴压缩方式进行全尾砂胶结充填体强度试验,试验得到了不同灰砂比和料浆浓度下全尾砂胶结充填体强度特性关系曲线。试验结果表明:在全尾砂胶结充填体其他影响变量相同的情况下,强度与灰砂比或料浆浓度正相关;强度的增量随着灰砂比或料浆浓度的增大增幅也随之加大;综合分析可知,灰砂比较料浆浓度对全尾砂胶结充填体影响更加显著。

料浆浓度与絮凝剂单耗对膏体堆存渗透性及破坏研究

开展膏体堆存变水头渗透试验,研究料浆浓度和絮凝剂单耗对膏体渗透系数的影响规律及渗透破坏方式。以某镍矿全尾矿为实验对象,采用TST-55型渗透仪测定28组试样的渗透系数。结果表明:未添加絮凝剂的试样的渗透系数随试样浓度的增加基本遵循二次函数递减规律,试样浓度能够显著影响试样的渗透性;当试样质量浓度为64%时,试样的渗透系数随絮凝剂单耗增加呈先降低后一直增大的趋势,当试样质量浓度为66%~70%时,试样的渗透系数随絮凝剂单耗增加呈先增加后减小再一直增大的趋势;在膏体质量浓度为68%、絮凝剂单耗为20 g/t的条件下,试样抵抗渗透破坏能力最强。从膏体堆存渗透性、渗流稳定性以及经济指标考察可知,该尾砂最佳临界排放质量浓度在66%~70%之间,絮凝剂单耗20 g/t进行膏体堆存效果最好,该室内试验可为膏体堆存技术提供理论支撑。

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 m^(3)/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。

尾砂充填材料优化配比试验

为研究以尾砂为骨料、胶固粉为细集料的膏体充填材料充填体强度及流动特性,得到最优配比组合方式,分析了试验材料的基本性质,通过设计正交试验对不同质量浓度和不同粉砂比的尾砂膏体强度进行对比分析。试验结果表明:砂浆浓度和粉砂比一定时,充填体的强度与养护时间呈正相关,强度最终维持在一个稳定值;在同一养护时间与砂浆浓度相同条件下,充填体的强度变化与粉砂比呈正比关系;在控制粉砂比和养护时间一定时,强度值随着料浆质量浓度的增大而变大。对比分析表明,最终选择最优配比组合为:粉砂比1∶5,质量浓度69%的充填体能满足强度要求。

充填搅拌放料系统料位控制及稳态放料参数优化研究

充填搅拌设备料位控制是实现料浆均质化的关键,频繁的料位和流量波动对料浆质量及输送管网造成较大影响,最终导致充填质量下降和成本增高。为解决某矿山充填料位和放料流量难以控制的问题,通过构建理论计算模型,提出搅拌放料系统的压头损失计算公式,得到放料管管径D与出料口流速v成反比,屈服剪切应力与容重比值τ_(0)/γ、黏性系数η与容重γ比值(η/γ)跟搅拌桶料位H_(j)成正比。充填材料试验结果表明,随着料浆质量浓度C_(w)的增大,τ_(0)/γ、η/γ同样增大,有利于搅拌桶内料位的提升。以料浆质量浓度分别为74%、72%、70%、68%及放料管管径为140 mm、125 mm为变量,计算分析得出在C_(w)=74%、D=140 mm和C_(w)=72%、D=125 mm两种工况下,搅拌桶粒位分别为1.59 m、1.65 m,处于搅拌桶最佳运行料位范围。为进一步验证公式的合理性,以Space Claim软件构建搅拌放料系统模型,基于Fluent进行数值模拟分析,结果显示,放料管单位长度沿程压头损失及料浆出口流速模拟结果与理论计算值相对误差均在10%以内,研究表明所提出的搅拌放料系统的压头损失计算公式在优化料位控制和稳态放料方面具有良好的指导意义。

某矿山高浓度胶结充填材料试验研究

针对某金属矿山将原废石充填采矿法改为全尾砂胶结充填采矿法的现状,对其选厂全尾砂开展了基本物理化学参数、粒度分析、塌落度等试验研究,进行了不同质量浓度的全尾砂充填料浆的L管流动性试验。根据试验结果,计算出全尾砂充填料浆在不同质量浓度、不同流量及不同管道直径条件下的管道输送阻力,分析得出管道输送阻力的关键影响因素,并确定可实现充填料浆管道自流输送的充填倍线。结果表明:充填料浆质量浓度为70%~76%时,塌落度均在28 cm以上,流动性较好;管道输送阻力的关键影响因素为充填料浆质量浓度和管道直径,充填料浆质量浓度越大,管道直径越小,管道输送阻力越大;当全尾砂充填料浆质量浓度为70%~76%,输送管道直径为150 mm,充填流量为80 m^(3)/h时,其流动性及输送性能最佳,可以实现顺利自流输送的充填倍线为6.71~11.13。试验结果可为该金属矿山全尾砂胶结充填系统建设提供技术支撑。

全尾砂膏体充填配比优化正交试验

某新建矿山计划采用全尾砂膏体嗣后充填采矿法进行地下开采。为了提供经济合理、满足强度要求且有利于管道输送的全尾砂膏体充填最优配比方案,以料浆流动性能和充填体强度性能为考察指标进行正交组合配比试验。运用MATLAB软件对试验数据进行极差分析和多元线性回归分析,获得了灰砂比和料浆浓度对充填体强度影响的敏感性以及各力学参数预测模型。结果表明:(1)料浆质量浓度对塌落度的影响起主要作用,灰砂比次之;(2)充填体强度的敏感性随着灰砂比和料浆浓度的增加而增强,充填体强度对灰砂比更敏感,而对料浆浓度的敏感性较弱;(3)确定了全尾砂膏体最优配比:水泥用量为13%,充填料浆质量浓度为77%,此时全尾砂、水泥和水的用量分别占制备全尾砂膏体质量的68.14%、8.86%和23.00%。在该配比条件下,经28 d养护龄期后的抗压强度为2.6279 MPa、弹性模量为205.2 MPa、塌落度为23.7 cm,以较少的水泥用量满足了矿山充填强度指标和自流输送要求。

戈壁料充填料浆坍落度参数影响因素研究

某金矿新建充填站采用戈壁料进行充填,为保证充填料浆输送的稳定性,研究不同粒级、不同质量浓度及不同灰砂比戈壁料充填料浆对坍落度参数的影响。结果表明:戈壁料充填料浆坍落度主要受戈壁料的粒级组成、料浆质量浓度及灰砂比的影响。质量浓度是影响坍落度值的主要因素,质量浓度越高,坍落度值越低;灰砂比对坍落度有一定影响,但灰砂比对坍落度的影响受限于戈壁料粒级,戈壁料粒级越粗,灰砂比影响越大。因此,应综合考虑多方面因素,选取合适粒级的戈壁料,同时在现场生产过程中应控制质量浓度,保证充填料浆输送的稳定性。

软土固化剂作用下尾砂胶结充填强度与流动性试验研究

尾砂胶结充填工艺中,充填料浆的流动性与尾砂固结体的强度是影响充填体性能的关键。为探究银山矿充填料浆在WK型软土固化剂作用下,充填料浆浓度与灰砂比对充填料浆流动性与固结强度的影响,开展了不同灰砂比与不同尾砂浓度下的尾砂流动性与固结性能试验研究。结果表明:在WK型软土固化剂作用下,灰砂比为1︰6时充填固结强度满足一步骤采场的需求,其余灰砂比条件下的充填固结强度满足二步骤采场的需求,且不同灰砂比料浆的流动性能均满足要求,但尾砂料浆质量浓度在65%以上时,还需调整固化剂或灰砂比,确保既满足尾砂浆体流动性要求又符合强度指标。

某金矿全尾砂充填材料影响因素及配比优化研究

为了探究充填材料各影响因素对充填体抗压强度的影响规律,选择山东某金矿尾矿库的4种尾砂作为试验材料,设计了影响因素为尾砂粒级、灰砂比、料浆质量浓度,响应指标为充填体抗压强度的L;(4;)正交试验,通过极差分析、方差分析以及回归分析确定各影响因素对充填体抗压强度影响规律以及确定最优级配尾砂和最优配比。结果表明:经过对化学成分以及粒径分布的分析,确定4种尾砂均可作为充填材料,但理论分析和试验结果均表明,3;尾砂最适合作为充填材料用于井下充填;抗压强度试验结果、极差分析以及方差分析均证明各因素对充填体强度抗压性能影响敏感性顺序为料浆质量浓度>灰砂比>尾砂粒级;3;尾砂3 d、7 d、28 d的线性回归方程的复相关系数Z;均大于0.95,平均误差0.76%<2%,预测准确度高,推荐3;尾砂、灰砂比为1∶6、料浆质量浓度为70%的充填配比,满足该金矿的充填要求。

某金矿全尾砂充填体早期强度性能分析

针对某金矿以水泥为主要胶凝材料造成的充填成本高、早期强度低的问题,以该金矿全尾砂为骨料,选用生石灰、石膏、水淬矿渣、水泥为辅料,在分析全尾砂物化性质的基础上,采用全面法试验设计,制备料浆质量浓度为70%、72%、74%、76%和灰砂比1∶4,1∶6,1∶10和1∶20的充填料浆,测定养护龄期为1,3,7,14d时抗压强度。结合Design-Expert软件筛选并评估影响全尾砂充填体早期强度的显著性因素。试验结果表明:料浆质量浓度和养护龄期一定时,充填体早期强度与灰砂比表现为正比关系;控制养护龄期和灰砂比不变,随着料浆质量浓度的增大,充填体强度增长越明显;在灰砂比和料浆质量浓度相同的条件,充填体强度与养护龄期呈正相关,对充填体早期强度影响敏感性顺序为灰砂比>养护龄期>料浆质量浓度。通过试验可知,在灰砂比1∶4,料浆质量浓度76%时,充填体1d强度可达0.76MPa,3d强度可达1.19 MPa,7d强度可达2.09 MPa,14d强度可达2.21 MPa。将试验结果应用于工程实践,可为矿山充填提供理论依据和数据参考。