膏体填充技术在某铜矿矿山开采中的应用研究

某铜矿矿体生产规模约为2900t/d矿石,日形成空区约为1024m^3,所需填充1327m^3料浆,日消耗尾砂1612t。按照上述要求设计2套填充系统,制备能力达到了120m^3/h。以全粒级尾砂作为主要充填物料,另外还设计添加相应比例的冶炼炉渣来改善物料级配,以提升充填强度。该铜矿的矿体围岩稳定性不强,遇水泥化问题突出,原来应用分级尾砂上向进路充填采矿方法,该种方法的充填成本较高,且矿石回收率低,所以希望通过建设膏体充填系统改善这种状况。本文介绍了该铜矿骨体填充系统,对不同配比条件下膏体流动特性与强度性能进行了研究,并实施了多工况下地表环管与井下上向进路膏体充填采矿方法工业试验,最后提出了结论与注意事项。

煤矸石-建筑固废砖填充材料正交试验及性能研究

利用正交试验设计(4因素4水平)对煤矸石-建筑固废砖填充材料(以下称膏体填充材料)的流动性与强度进行了测试。研究了粉煤灰掺量、废砖骨料取代率、质量浓度、减水剂掺量对膏体填充材料的坍落度、扩展度和早、中、后期抗压强度以及劈裂抗拉性能的影响,确定膏体填充材料的最优配合比,并对试验结果进行系统性分析。结果表明:各个因素对膏体填充材料流动性的影响显著,可总结为流动性随粉煤灰掺量、废砖骨料取代率、质量浓度的增加而下降,随减水剂掺量的增加而上升;各个因素对膏体填充材料早期抗压强度无明显影响;废砖取代率与减水剂掺量对膏体填充材料中、后期强度有一定的影响,当废砖骨料替代率为50%~75%、减水剂掺量为0.6%时,膏体填充材料抗压强度更高;粉煤灰掺量17%、废砖骨料取代率75%、质量浓度81%、减水剂掺量0.6%为最优组合。对选定方案的填充材料进行了微观形貌测试,说明该组合下配制出来的煤矸石膏体填充材料能保证强度,综合性能最佳。

尾矿砂膏体充填材料工作与力学性能研究

采用流变性能与单轴抗压强度试验对5种配合比的膏体充填材料进行了测试,结果表明:以尾矿砂、粉煤灰、水泥为主要原料能够制备出满足采空区回填工作与力学性能要求的膏体充填材料;随粉煤灰掺量增加,膏体的屈服应力降低,塑性黏度无明显变化;随水泥用量增加,膏体的屈服应力与塑性黏度均降低,但在添加一定量水泥后,屈服应力有增长的趋势;随粉煤灰掺量增加,膏体早期强度降低,而随水泥用量增加,膏体的早期强度增大。

含硫尾矿砂膏体充填材料力学特性试验研究

用单轴抗压强度试验与单轴蠕变试验对3种含硫尾矿砂充填材料进行了测试。结果表明,以尾矿砂、粉煤灰、水泥为主要原料,按照设计配比制备的膏体充填材料满足采空区回填工作与力学性能要求;3种含硫量试件的单轴抗压强度均随养护龄期的增大而增大,但后期增幅均有所减小;含硫量为10%时的试件单轴抗压强度值最大,含硫量为25%时最小;载荷不变时试件的轴向应变随加载时间的增长几乎不变,载荷增加时轴向应变均有突变,曲线呈非线性台阶状,具有典型的非线性特征。