全尾砂料浆流变特性试验报告
充填采矿新型胶凝材料的全尾砂浆流变特性研究
状结构时， 高浓度就是两相流从非均质流态 向均质流 态 过渡 的起 始 浓度 ， 此 时对 应 的砂 浆 浓 度 即为 临 界 流 态浓度或简称为临界浓度 ｊ 。由于该浓度是全尾砂浆 呈现均质流态 的最低浓度 ， 因此也称为高浓度的下限 浓 度 。全尾 砂浆 的砂浆 均质 和 非 均质 流 态 的分 界 浓度 即为临 界浓度 或 下限浓 度 。而 高 浓度 全尾 砂浆 是胶 结 充 填料 浆 的流 态从 一 般 的两 相 流 的 非 均 质 流 态 ， 转 变 为似 均质非 牛 顿 流 ， 此 时 的 高 浓度 就 是 指 大 于 临 界浓 度 的料 浆浓度 。 将配 制出不 同浓 度 的料 浆 放 置 在 量 筒 中 ， 静 止 ～ 段时 间后 ， 测定料 浆 的泌水 率 ， 泌 水 率达 到 最 小时 的料 浆浓度即为临界浓度。相应的高浓度浆体的起始浓度 或临界浓度不尽相同。对于含有粗骨料的充填料浆的 临界流态浓度变化 区域在 ７ ６ ％一 ７ ８ ％之间 ， 而全尾砂 充填 料浆 的临 界浓度 一般 在 ６ ８ ％～ ７ ０ ％ 的范 围 内 Ｊ 。 对于添 加胶 凝 材 料 的全 尾 砂浆 ， 胶 凝 材 料 与 胶 砂 比对 全尾 砂 浆 的 高浓 度 临 界值 产 生影 响 。因 此 ， 需 要 采用胶凝材料和选 定的胶砂比进行试验 ， 由此确定高 浓度充填砂浆的临界浓度 以及上限浓度。
２新型 胶凝 材料 的全尾 砂 浆流 变 特性试 验 ２ ． １基ห้องสมุดไป่ตู้本 流 变参数 的试 验 测定
充 填料 浆的 基 本 流 变 参 数 主 要 包 括 流 动 度 、 塌落
度、 分层度 、 泌水率、 沉降损失率 的测试。涉及 的实验 仪器主要有 ： 浓度 壶 ， 塌落度筒 ， Ｓ Ｃ一１ ４ ５型砂浆稠度 为牛 顿 体 。切 变率 与切 力呈 非 线性 关 系 的流 型 称 为非 仪， 分层度仪等。 牛顿体。 对 于胶 砂 比相 同而 浓 度 不 同 的全 尾 砂 浆 ， 新 型 胶 胶 结充填 料浆 的流 体 主要 影 响 因 素有胶 结 材 料 的 物 化特 性 、 充填 骨 料 粒 度 和 级 配 以及 料 浆 浓 度 等 。针 凝材 料对充 填 料 浆 的 影 响情 况 为 ： 全 尾 砂 浆 的 塌 落 度 对 开发 的新 型 胶 结 材 料 全尾 砂胶 结充 填 采 矿 技 术 ， 开 与胶 砂 比和砂 浆 浓 度 密 切 相关 ， 随 砂 浆 浓 度 的 增 大 而 在不同的胶砂比的情况下 ， 充填料浆的流动度呈 展新型充填胶凝材料全尾砂浆的流体类型 的判别， 由 减小； 此来 确定胶 结充 填料 浆 的两相流 体 的种类 。 下 降趋 势 ； 新 型 胶 凝 材料 的全 尾 砂 浆 分 层 度 整 体 呈 先 １ ． ２高浓度 充填料 浆 的临界 流 态 上升后 下降 的趋 势 ， 在 生 产 过程 中 可 以选 择 高 浓料 浆 全 尾砂浆 的 泌水率 整 体呈 现 下 降趋 势 ； 全 尾 砂浆 全 尾 砂砂浆 具 备 均 质流 态 的基 本 条 件 ， 即 含 有 一 充填 ； 定量的细小粒状尾砂。当充填过程 中的全尾砂浆浓度 的沉降损失率整体呈下降趋势。 对 于浓 度相 同 而 胶 砂 比 不 同 的 全 尾 砂 浆 ， 新型 胶 达 到一 定限度 时 ， 砂 浆 中 的细 粒 尾 砂 就 会 形 成 维 持 固 随着砂浆浓度提高 ， 胶凝 体颗粒悬浮而不发生沉降的絮网状结构。当形成絮网 凝材料对充填料浆的影响为 ：
全尾砂充填料浆管道输送试验研究_胡亚军
0引言
高浓度充填系统在设计、调试生产过程中需要 最佳自流输送参数，如流量、浓度、充填倍线等，如果 这些参数选择不当，料浆在输送过程中易发生堵管、 不满管输送、管路磨损过快等诸多问题。而国内、外 矿山因矿石性质、选矿工艺不同，排出全尾砂的组分 和粒级组成是千差万别的，大多数矿山不能完全参 考其它矿山运行参数，只能依据矿山全尾砂实际情 况进行环管管道输送试验。环管输送试验的优点能 够在现场测定不同配比和不同浓度下料浆在不同流 速下输送管道损失，得出适合高浓度以及膏体充填 系统的参数，但该类试验消耗人力、物力过大，且需 时间过长，因此，在某些矿山无法进行。本次管道输 送试验采用 L 型管道对某铁矿进行了试验。该试 验设备简单、易操作，无需任何检测仪表 （ 如浓度 计、流量计和压力表等） 。
櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥毣
内蒙古东部发现一处大型铜锡银多金属矿床
近期从内蒙古自治区有色地质勘察局获悉，地质勘察人员在内蒙古通辽市扎鲁特旗境内发现一处大型铜、锡、银多金属矿床。根据 前期勘探情况估算，这处矿床的铜金属资源量 50 万吨以上，锡金属资源量超过 8 万吨，银金属资源量在 1200 吨以上，而且附近区域找矿 潜力巨大，前景非常看好。这处矿床是大兴安岭地区目前规模最大的富铜、锡、银共生矿床。
72% ～ 75% 时，流动性和保水性最好，不离析和分 层； 而简易试验初步寻找了排放时间与阻力的关系， 为今后采用简单法测砂浆阻力奠定了基础。
图 6 相同浓度不同流量（ 72%） ，灰砂比变化时
阻力损失曲线
（ 2） 管道阻力大小与料浆浓度、流量、灰砂比有
关，阻力损失随浓度的增高而增加，随流量的增大而
P0 + Pg = Pl + P'
某矿山全尾砂高浓度充填强度及流变性能试验研究
2023年 7月上 世界有色金属223某矿山全尾砂高浓度充填强度及流变性能试验研究姜培根（山东黄金矿业（玲珑）有限公司，山东 招远 ２６５４００）摘 要：某矿山目前采用分级粗尾砂胶结充填工艺。
选厂浮选全尾砂泵送至充填站，经一段分级脱泥粗尾砂自流至砂仓中，形成饱和尾砂，细尾砂泵送至尾矿库。
针对分级粗尾砂充填泌水率较大，凝固时间长，强度低等问题。
开展了该矿山全尾砂高浓度充填配比试验，研究内容主要包括某矿山全尾砂及胶结料物化性质检测，充填体抗压强度及充填料浆流变性能检测。
研究结果表明，全尾砂作为充填骨料具有良好的充填效果，满足矿山生产需要。
充填料浆流变曲线符合Ｈｅｒｓｃｈｅｌ－Ｂｕｌｋｌｅｙ（Ｈ－Ｂ）流变模型。
根据试验结果，推荐适合矿山全尾砂充填配比方案。
关键词：高浓度充填；全尾砂；充填体强度；流变性能中图分类号：ＴＤ８２３．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１３－０２２３－３Experimental study on high concentration filling strength and rheological property of total tailings in a mineJIANG Pei-gen（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｇｏｌｄ Ｍｉｎｉｎｇ （Ｌｉｎｇｌｏｎｇ） Ｃｏ．， ＬＴＤ．， Ｚｈａｏｙｕａｎ ２６５４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａ ｍｉｎｅ ｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｇｒａｄｅｄ ｃｏａｒｓｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ． Ｔｈｅ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ ａｒｅ ｐｕｍｐｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏａｒｓｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｆｌｏｗ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｎｄ ｓｉｌｏ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｇｒａｄｅｄ ｄｅｓｌｉｍｉｎｇ ｔｏ ｆｏｒｍ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｔａｉｌｉｎｇｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｎｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ａｒｅ ｐｕｍｐｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｐｏｎｄ． Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｂｌｅｅｄｉｎｇ ｒａｔｅ， ｌｏｎｇ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｇｒａｄｅｄ ｃｏａｒｓｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｆｉｌｌｉｎｇ． Ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｔｅｓｔ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｎ ａ ｍｉｎｅ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｂａｃｋｆｉｌｌ ａｎｄ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｌｕｒｒｙ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ ａｓ ｆｉｌｌｉｎｇ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｍｉｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｌｕｒｒｙ ｃｏｎｆｏｒｍｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｈｅｒｓｃｈｅｌ－Ｂｕｌｋｌｅｙ（Ｈ－Ｂ） ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｓｃｈｅｍｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｔａｉｌｉｎｇ ｆｉｌｌｉｎｇ ｉｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ．Keywords: Ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｆｉｌｌｉｎｇ； ｗｈｏｌｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ； Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｂｏｄｉｅｓ； Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ收稿日期：２０２３－０４作者简介：姜培根，男，生于１９７０年，汉族，山东招远人，高级政工师，本科，研究方向：采矿工程。
膏体充填流变特性及工艺研究
膏体充填流变特性及工艺研究
本文主要对矿山膏体充填的流变特性及泵送工艺进行研究。
在长期科研工作中，我们逐渐认识到高浓度浆体和更高浓度浆体的流变特性测试和研究，对深入了解高浓度(膏体)料浆在管道中的运动状态和变化特点，指导充填工程系统设计和工业生产，调节充填物料配比，确定管输参数，加强充填系统动态管理等都有十分现实的意义。
充填料浆属于粘度较高的非牛顿体，本文对充填料浆的流变特性进行理论及试验研究。
全尾砂膏体充填料浆的流变模型属H-B。
分别对新拌水泥浆体和水泥砂浆的流变特性、新拌混凝土的流变特性进行讨论，重点讨论全尾砂充填料浆的流变特性。
用各种方法对金川全尾砂膏体流变性能的测定结果充分说明下述二方面的事实： (1) 尽管各种方法的测试结果有所差异，甚至有很大差异，但无一例外地都证明全尾砂膏状充填料具有相当大的屈服应力。
(2) 根据测试结果绘制的流变曲线表明：全尾砂膏体浓度较低时的管壁切应力都随切变率的增长而呈曲线增长或当浓度高和添加细石后近似直线增长，而曲线的斜率随切变率增加而减小。
金川全尾砂膏体料浆(未加水泥)虽具有触变性，但不明显。
膏体充填料的可泵性，是膏体充填料泵送的一个综合性指标。
膏体充填工艺技术的研究，在金川公司获得成功。
张庄铁矿全尾砂充填料浆胶结试验
表２ 尾 砂化学多元素分析结果 ％
针对 张庄 铁 矿全 尾 砂 充 填粒 度 细 的特点 ， 开 展 了水淬渣基新型胶凝剂胶结充填试验 ， 并 与其他矿 山在用 的胶凝剂进行对 比， 以期为张庄矿全尾砂胶 结充填时提升充填体抗压强度提供技术依据。
刘
龙（ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 硕 士研究生 ， ２ ４ ３ ０ ０ ０安徽省马鞍 山市经 济
１ 试验材料
试 验材 料包 括新 型胶 凝剂 、 铁 矿全 尾砂 和水 等 。
１ ． １ 新 型胶 凝剂
试验胶凝剂编号 Ｊ Ａ 、 Ｊ Ｂ 、 Ｊ ｃ ， 其中 Ｊ Ａ为前期研 发并 已成 功应 用 在某 铜 矿 的全 尾 砂 充 填 胶凝 剂 ， Ｊ Ｂ 和Ｊ ｃ为优化后的胶凝剂 。３种胶凝剂 中水 淬渣 占 ６ ５ ％～ ７ ５ ％， 复合 激发剂 占 ２ ５ ％～ ３ ５ ％， 其 中复合 激发 剂 由水 泥熟 料 、 碱、 无 机 盐 和 水 泥 早 强 剂组 成 ， 经前 期试 验筛 选 出合适 的组 分及 含量 。 水淬渣为高 炉矿渣 ， Ｓ Ｅ Ｍ 检测发现 ， 其结构 以 玻璃体为主 ， 具有潜在 的水硬胶凝性能 ‘ ４ ］ 。试 验选 用 比表 面 积 ３ ９ ０ ｍ ／ ｋ ｇ左 右 的超 细 矿渣 ， 主要 活性 成分为 Ａ １ ： Ｏ ３ 、 Ｓ ｉ Ｏ ： 和Ｃ ａ Ｏ， 化学多元素分析结 果见 表 １ 。
难 以提 升 。为顺 利 实现 井下 充填采 矿 ， 以水 淬渣 基 新型 胶 凝材 料 Ｊ Ａ、 Ｊ Ｂ 、 Ｊ ｃ为胶 凝 剂 ， 以该 铁矿 全
尾砂和水为原料进行胶 结试验。结果表 明， 以Ｊ ｃ为胶凝剂， 在灰砂 比 １ ： ８ 、 充填料浆浓度 ６ ６ ． ０ ％～
白象山铁矿全尾砂充填料浆的流变力学特性研究
１ ８
采
矿
技
术
浓度 为 ６ ６ ％ 的全 尾砂 的流 变模 型为 ：
一 １ ４ ２ ． ０ ９ ＋ ０ ． ８ ２） ， （ ３ ）
据图 ２ ， 在相 同剪 切速 率 下 ， 灰 砂 比为 １ ／ ４的胶 结 全尾砂 料浆 比灰 砂 比为 １ ／ ８的胶 结全 尾砂料 浆 的 剪切 应力 平均 高 ８ Ｏ Ｐ ａ 左右、 比灰砂 比为 １ ／ １ ２的胶 结 全尾砂 料浆 的剪 切应力 平 均高 １ ６ ０ Ｐ ａ 左右 ， 再 次 说明水泥的水化作用大大增加了充填料浆的剪切应力 。 据图 ３ ， 在相 同剪切 速率 下 ， 水 灰 比越 大 胶 结 全 尾砂 料浆 的剪 切应 力就越 大 ， 但 差别 不 大 。因此 ， 水 灰 比的变 化对 胶结 全尾砂 料浆 剪切 阻力 的影 响在 矿
铁 矿 石Ｅ 。经 过数 年 的努 力建设 ， 矿 山即将 投产 。 ２ ０ １ ２年上 半年 ， 矿 山试 选 了少 量 铁 矿 石并 产 出 了 １ ｔ 多 尾 矿 。从 这 些 尾 矿 中取 样 ， 在 北 京 科 技 大
试， 其 中胶 结尾 砂 的灰砂 比为 １： ８ 。料 浆 粘度 测 试 结果 见表 ３ 。
ｒ 一 ｒ ＋ Ｂ ｙ （ １）
比重 松散容重／ （ ｔ ／ ｍ。 ）密 实 容 重 ／ （ ｔ ／ ｍ。 ） 孔隙率／
２ ． ６ ３ １ ． ０ ９ １ ． ４ ６ ４ ４ ． ４ ９
式中， ， ｒ 和
分别是剪切应力 （ Ｐ ａ ） 、 Ｂ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｍ
２ 充 填 料 浆 粘 度 实验 与 流 变模 型
２ ． １ 料 浆 粘 度 实 验 测 定
屈服 应力 （ Ｐ ａ ） 以及 Ｂ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｍ粘度 （ Ｐ ａ・ｓ ） ，ｙ是 流
某矿山全尾砂似膏体料浆L管试验研究
某矿山全尾砂似膏体料浆L管试验研究齐兆军;宋泽普;寇云鹏;杜加法;刘超;杨纪光【摘要】某金矿目前采用立式砂仓自然沉降后的粗粒级尾砂进行自流胶结充填,充填效果不佳,拟采用全尾砂似膏体充填解决充填体泌水量较大、凝固时间长、强度低等问题.该矿全尾砂料浆达到膏体(似膏体)状态的质量浓度为72％～74％.管流阻力是充填料浆管道输送的重要参数,为探索该矿山全尾砂似膏体充填料浆的输送特性,开展了L管试验测定其管流阻力及流变参数.试验结果表明:该矿山全尾砂似膏体充填料浆在质量浓度72％～74％时具有一定的抗离析能力,工程上可实现长距离输送;随料浆质量浓度增加,流动阻力明显增大,料浆流速及可实现顺利输送的充填倍线减小;在管道内径100 m m时,可实现顺利输送的充填倍线约为2.26～3.02.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2018(027)010【总页数】4页(P161-164)【关键词】全尾砂;似膏体充填;L管;管流阻力;流变参数;充填倍线【作者】齐兆军;宋泽普;寇云鹏;杜加法;刘超;杨纪光【作者单位】山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 ,山东莱州261400;山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 ,山东莱州261400;山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 ,山东莱州261400;山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 ,山东莱州261400;山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 ,山东莱州261400;山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 ,山东莱州261400【正文语种】中文【中图分类】TD853.3管道输送是矿山充填工艺的重要一环，且充填体的管流阻力是充填工艺参数设计的重要依据[1]。
对于较低浓度充填料浆的管流阻力计算，相关学者以固-液两相流理论和流变学理论为基础获得了一系列计算公式，包括基于重力理论的卡杜里斯基公式、杜兰德公式、金川公式等，基于能量理论的苏联煤炭科学研究院公式、鞍山黑色金属矿山设计院公式和会泽经验公式等；当充填浓度提高，充填料浆达到膏体(似膏体)状态，可视为宾汉姆流体，其在管道中的流动呈结构流，对于结构流体的流动特性研究，流变学理论更加有效，如基于流变学的会泽经验公式[2-8]。
金川全尾砂膏体充填料浆流变特性研究
摘
要 ：对金 川 公司 全尾 砂膏 体 充填 料浆 的 流变特 性进 行 了研 究 ， 对 其 参 数 与 各物 料 用 量 的 定量 关 系进 行 分 析 ， 出了 充填 料 并 得
浆 最佳 配 合 比的工 程平 均 ， 而建 立 了流 变模 型 ， 进 推荐 了泵送 管 道 沿程 摩 阻损 失 的 计算 公 式 。为金 川 膏 体 充填 系 统 的 设 计及 保 证 料浆顺 利输 送 提供 了技 术依 据 ， 同时 可为 同类 矿 山 的设计 提供参 考 。
ｓ ｔｎ ｅ ｌｓ ｎ ａｐ ｍｐｐ ｌｌ ｅ ｈ ｉ ｐｏ ｉｅ ｃ ｎ ｃ ａ ｅ ｒｄ ｓ ｎｎ ｉｅ ｕ ｎ ’ ａ ｔ ｌ ｎ ｙｔｍ ｄ ｅ ｓ ｒ ｉ ａ ｃ ｏｓ ｉ ｕ ｉ ｉ ．Ｔ ｓ ｒｖｄ ｓａｔ ｈ ｉａ ｂ ｓ ｓｆ ｅ ｉ ｉｇＪｎ ｈ ａ Ｍｉｅ Ｓｐ ｓｅｆ ｌ ｇｓｓｅ ａ ｎ ｕ — ｓ ｅｎ ｅ ｌ ｏ ｇ ｎ ｉ ｉ ｎ
关 键 词 ：充 填 ；流 变 特 性 ；料 浆 输 送
Ｓ ｕｄ ｎ Ｒｈｅ ｌ ｇ ｃ ｌＰｒ ｐ ｒ ｅ ｆ Ｆｕ ｌＴａ ｌｎｇ Ｐａ ｔ ｌｉ ｔ ｙｏ ｏ ｏ ｉａ ｏ ｅ ｉ ｓ ｏ ｌ ｉｉ ｓ ｅ Ｆｉｌ ｎｇ
Ｓ ｕ ｒ ｆＪ ｎ ｈ ａ ｉ ｅ ｌｒｙ ｏ ｉｃ ｕ ｎ Ｍ ｎ
Ｗ ＡＮＧ ｉ ｍｉ ｇ ， ＸＩ ｘｎ— ｎ 。 ＡＯ ｅ— ｕ ， Ｗ ＡＮＧ ａ — ｉ ＸＩ Ｗ ｉｇ ｏ Ｘｉｏ ｗｅ ， ＡＯ ｉｚ ｎ 。 Ｚｈ —ｈｅ ｇ
全尾砂充填料浆流变性能试验研究
全尾砂充填料浆流变性能试验研究朱家锐;毛明发;王炳文;常伟华【摘要】通过试验研究了新型胶凝材料T.C-I-全尾砂料浆、水泥-全尾砂料浆的工作特性和流变性能,并进行分析比较,揭示了全尾砂充填料浆的流变参数随灰砂比、质量浓度和剪切速率的变化规律.研究结果表明,T.C-I-全尾砂料浆的固结性能优于普硅水泥(P.O 42.5);当灰砂比低于1∶10或质量浓度高于77％～79％时,T.C-I-全尾砂浆的流动性和稳定性均优于水泥-全尾砂浆.%This paper studied and analyzed the working characteristics and rheological properties of the new type cementitious material T.C-I-tailings slurry and cement-tailings slurry by experiments.It was revealed that the rheological parameters of the tail-filled slurry are related to the cement-sand ratio,mass concentration and shear rate.At the same time,the results showed that the consolidation performance of T.C-I-full tail mortar is better than the general cement (P.O 42.5).Specifically,when the cement-sand ratio is lower than 1∶10 or the mass concentration is higher than 77％～79％,the liquidity and stability of T.C-I-tailings slurry are better than cement-tailings slurry.【期刊名称】《矿冶》【年(卷),期】2018(027)001【总页数】4页(P5-8)【关键词】流变特性;充填料浆;工作特性;剪切速率【作者】朱家锐;毛明发;王炳文;常伟华【作者单位】云南驰宏锌锗股份有限公司,云南曲靖655011;云南驰宏锌锗股份有限公司,云南曲靖655011;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;云南驰宏锌锗股份有限公司,云南曲靖655011【正文语种】中文【中图分类】TD823.7+1随着充填理论与技术的不断完善，充填采矿已逐渐成为一种安全、高效的采矿方法。
深坑铁矿全尾砂充填料浆流动性研究
ISSN 1671-2900采矿技术第19卷第3期2019年5月CN 43-1347/TD Mining Technology，Vol.19，No.3 May 2019 深坑铁矿全尾砂充填料浆流动性研究牛峥嵘1，彭 亮2(1.台泥(英德)水泥有限公司，广东英德市513000；2.长沙矿山研究院有限责任公司，湖南长沙410012)摘要：深坑铁矿由于选矿工艺、矿石性质等原因造成全尾砂非常粗，为了改善和研究该种粗尾砂的流动性能，在实验室就全尾砂集料进行了流动性能试验研究，分别采用坍落度桶及L管两种试验装置研究不同浓度、灰砂比集料情况下的料浆和易性，并利用流体力学公式计算出相应的流动阻力及充填倍线，最终得出该种尾砂的流变参数性能。
关键词：粗尾砂；坍落度；和易性；流动性深坑铁矿地处连平、河源、新丰三县交界的山区，行政区划隶属广东省河源市东源县管辖，矿区南距河源市直线距离36 km，矿区交通便利。
矿区内分2个矿体，即深坑Ⅰ、Ⅱ号矿体。
矿体赋存标高100~450 m，埋藏深度：125~330 m，地表无出露，属全隐蔽型矿体。
TFe平均品位33%，Sn平均品位0.12%，以贫矿为主，且厚度较小(3~10 m)，探明铁矿石储量31535848 t，占全区储量75%，伴生锡金属量38493 t，锌金属量24168 t，B2O3储量444541 t。
矿区地压活动较大，一定程度上威胁着采矿安全，尾矿库在连年大排尾量压力下，库容急剧减少，已不能满足排尾要求。
为解决上述问题，通过充填材料实验室试验，确定充填料的组成、配比，充填工艺参数，建立充填工艺系统进行井下充填。
本文主要针对该种全尾砂进行料浆流动性能试验，为充填系统工艺设计提供设计依据及数据支撑。
1尾砂粒度分布长沙矿山研究院充填实验室测得深坑铁矿全尾砂粒度分布结果如表1所示。
由表1可知，深坑铁矿1 mm以下尾砂平均粒径d平均=113.196 μm，相对于其他矿山而言，尾砂平均粒径较粗；−20 μm细颗粒含量为33.15%，但−20 μm 含量达到结构流输送要求，充填时细粒级成分能够较为合理的与较粗颗粒搭配组合，从而总体上表现出对充填体性能有利的特征；尾砂不均匀系数α=22.91，颗粒较粗，级配表现不良。
全尾砂--矿渣复合充填料浆配比试验
化学化工C hemical Engineering全尾砂—矿渣复合充填料浆配比试验刘树龙1，王发刚1*，刘国磊2，李公成2，王 劼2，齐兆军3（１．山东理工大学 材料科学与工程学院，山东 淄博 ２５５０４９；２．山东理工大学 资源与环境工程学院，山东 淄博 ２５５０４９；３．山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司，山东 莱州 ２６１４００）摘 要：通过分析物料物理力学参数和化学性质，运用三因素四水平正交设计方法探讨料浆浓度、砂灰比和养护龄期对充填体强度的影响，方差分析结果表明：影响充填体强度大小的因素重要性排序为：养护龄期＞砂灰比＞料浆浓度。
关键词：尾砂；矿渣；胶凝材料；正交设计中图分类号：ＴＤ８５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）１２－０１２７－２Slurry ratio test of tailings-slag composite fillerLIU Shu-long1, WANG Fa-gang1*, LIU Guo-lei2, LI Gong-cheng2, WANG Jie2, QI Zhao-jun3（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ ２５５０４９，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ ２５５０４９，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｇｏｌｄ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． Ｆｉｌｌｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｂｒａｎｃｈ，Ｌａｉｚｈｏｕ ２６１４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｌｕｒｒｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ， ｓａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｂｏｄｙ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｆｏｕｒ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｂｏｄｙ ｉｓ： ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅ ＞ ｓａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ ＞ ｓｌｕｒｒｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Keywords: Ｔａｉｌｉｎｇｓ； Ｓｌａｇ； Ｇｅｌｌｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ； Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ资源开发利用产生的尾砂等废弃物堆存于地表，占用耕地，破坏水资源，引发安全问题[1]。
大屯锡矿废石-铜渣尾砂料浆流变特性分析
Value Engineering0引言流变特性是物体在外力作用下发生的应变与其应力之间的定量关系。
这种应变（流动或变形）与物体的性质和内部结构有关，也与物体内部质点之间相对运动状态有关。
如胶体体系的流变特性不仅是单个粒子性质的反映，而且也是粒子与粒子之间，以及粒子与溶剂之间相互作用的结果[1]。
因此不同的物质具有不同的流变特性。
针对充填料浆流变特性的研究，郑伯坤[2]建立了三山岛金矿充填料浆沿程阻力经验计算公式，该公式可用于现场快速、有效地预估料浆的输送性能。
韦寒波[3]认为混合充填料浆为具有屈服应力的伪塑性体，屈服应力主要影响因素是料浆浓度，粘度系数主要影响因素是胶砂比。
薛娜[4]研究了不同因素影响下超细铁尾砂充填料浆的流变特性，结合料浆的微观结构特征，解析了超细铁尾砂充填料浆流变特性微观机赟理。
邹佳[5]认为添加胶结剂的尾砂屈服应力和黏性系数比没有添加胶结剂的尾砂大。
本文以大屯锡矿废石-铜渣尾砂充填料浆为研究对象，进行流变实验，分析料浆屈服应力和塑性粘度的变化规律，从而为矿山管道输送提供研究依据。
1流变实验本次试验使用Brookfield（DV-Ⅱ+Pro）型流变仪计进行测量，选用HA（#2）转子，计算机内部程序设置为转子速度从20rpm增加到200rpm共50个转速点，每个转速点等待5s，1s采集一个数值，每个转速点下的五个数据取平均值。
实验所用的大屯锡矿铜冶炼渣选尾渣的密度与堆集密实度见表1。
大屯锡矿提供的铜冶炼渣选尾渣采用化学元素标定法，结合X衍射和扫描电镜等手段进行化学成分分析和矿物组成分析，结果见表2。
分析结果表明，铜冶炼渣选尾渣中主要化学成分有Cu、Fe、Zn、MgO等。
可以看出，主要成份为硅铁，其含量达39.21%等。
目前，利用硅铁回收铁资源的技术仍在开发中，主要原因是成本太高，因而铜冶炼渣选尾渣的工业价值低而需要露天堆排。
根据化学成份，铜冶炼渣选尾渣属惰性材料，其中不含或少含有毒有害元素矿物，组成矿物物理化学性质稳定，考虑到铜冶炼渣选尾渣做为破碎废石配料，只要控制合理配合比，能满足相关要求和标准，可作充填骨料。
全尾砂膏体料浆的流变特性研究
全尾砂膏体料浆的流变特性研究
翟永刚;吴爱祥;王洪江;陈琴瑞;李航空;严佳龙
【期刊名称】《金属矿山》
【年(卷),期】2010(000)012
【摘要】以某矿全尾砂充填膏体为试验料浆,采用正交设计法设计试验方案,利用R/S+SST型流变仪对全尾砂膏体进行流变测试试验,研究质量浓度、灰砂比和淬尾比(水淬渣/全尾砂)三因素对流变参数的影响规律.试验结果利用极差分析、方差分析和多元回归分析方法分析.结果表明:膏体的屈服应力与浓度呈单调递增函数关系.膏体具有料浆的触变性和剪切变稀等流变特征.在质量百分比浓度、灰砂比和淬尾比3个影响因素中,影响顺序为质量浓度＞淬尾比＞灰砂比;三因素中质量浓度对流变参数的影响比较显著.
【总页数】4页(P30-32,57)
【作者】翟永刚;吴爱祥;王洪江;陈琴瑞;李航空;严佳龙
【作者单位】北京科技大学;北京科技大学;北京科技大学;北京科技大学;北京科技大学;北京科技大学
【正文语种】中文
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絮凝沉降对全尾砂料浆流变特性的影响
絮凝沉降对全尾砂料浆流变特性的影响杨柳华;王洪江;吴爱祥;李红;陈辉;霍成月【摘要】通过研究沉降后料浆流变参数变化规律,探索基于料浆流变特性作为全尾砂絮凝沉降参数优化的可行性.以某铜锌矿全尾砂为实验材料,通过考察絮凝剂种类、入料体积分数、絮凝剂单耗这3个因素,进行静态絮凝沉降及料浆流变测试实验.实验结果表明:在絮凝剂种类筛选实验中,所选4种絮凝剂沉降效果区别较小,不同絮凝沉降后料浆屈服应力相差不大,添加N123作为絮凝剂时料浆黏度最小,絮团内部水分容易被挤出,絮凝沉降效果最佳;在入料体积分数及单耗实验中,当入料体积分数为10％～15％、絮凝剂单耗为25 g/t时,单位面积固体处理量和底流体积分数均较高,并且屈服应力及黏度达到极小值,有利于料浆进一步压密脱水及耙架运行.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(047)010【总页数】7页(P3523-3529)【关键词】絮凝沉降;流变特性;压密脱水;絮凝剂【作者】杨柳华;王洪江;吴爱祥;李红;陈辉;霍成月【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京,100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京,100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京,100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;北京科技大学化学与生物工程学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TD853近年来，随着矿山环保要求的提高，深锥浓密机在我国开始得到广泛关注。
其工作原理为：低体积分数尾矿浆在机体上部中心进料筒中与絮凝剂溶液混合后，尾砂颗粒形成较大尺寸絮团，絮团沉降至深锥底部，并在重力及搅拌作用下浓密脱水，形成高体积分数的底流[1]。
高浓度水泥_尾砂充填料浆渗透性能研究
高浓度水泥 尾砂充填料浆渗透性能研究邓代强,姚中亮,杨耀亮(长沙矿山研究院,长沙 410012)摘 要:通过不同配比、不同浓度的高浓度充填料浆渗透性试验,得到k 23和k 10的数据,分析充填料浆渗透性能随配比和浓度的变化规律。
结果表明,灰砂比和料浆浓度对料浆渗透性能有较大影响。
浓度相同条件下,不含水泥、灰砂比1 8和灰砂比1 4料浆的渗透系数依次减小。
在相同配比条件下,浓度C w 为66%,68%,70%和72%的料浆,渗透系数依次减小。
提高渗透系数可以获得较优的强度参数,有利于回采工作。
关键词:采矿工程;高浓度料浆;渗透试验;强度参数;岩土体材料中图分类号:TD862;TD853 343 文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2006)02-0087-04收稿日期:2006-01-27作者简介:邓代强(1974-),男,新疆石河子市人,助理工程师,硕士,主要从事岩体力学和岩土工程等方面的研究。
作为一种人工复合的岩土体材料,水泥尾砂充填料浆是一种多相体,在一定条件下,充填料浆固体骨架间的水会产生流动、渗流。
充填体的渗透性与强度、变形性能问题一样,是充填体力学中主要研究的基础课题之一。
渗透、强度、变形三者互相联系[1-3],互相影响。
在载荷作用下,充填料中会产生孔隙水压力和有效应力,随着时间延长,孔隙水压力将逐步消散,有效应力将逐步地提高,这都与充填体的渗透性有关,而有效应力决定了充填体的抗剪强度。
矿山充填料的排水速度取决于砂浆的质量浓度和充填面积,对采矿工艺具有很大的影响。
如果矿房充填时采用渗透性能较好的充填材料,则可以获得比较安全和可靠的效果[4-5]。
由于充填料具有连续孔隙,水在重力作用下会穿过充填料的孔隙而发生流动。
在水头差的作用下,水透过充填料孔隙流动的现象称为渗透或渗流,而充填体可以被水透过的性能称为渗透性。
由于充填料中孔隙比不同,孔隙断面大小和形状十分不规则,因而水在充填料中的渗透是非常复杂的现象。
基于流变特性极差分析的碎石-全尾砂料浆配比优化研究
基于流变特性极差分析的碎石-全尾砂料浆配比优化研究凌斌辉
【期刊名称】《采矿技术》
【年(卷),期】2024(24)1
【摘要】为了解决矿山井下采空区多,尾矿和废石堆存空间不足的问题,探索一条“全废治三害”道路,开展了全尾砂、水泥和碎石膏体充填实验研究。
实验研究了膏体质量浓度、灰砂比和废石掺量对膏体的塌落度、离析率、泌水率、凝结时间、单轴抗压强度、屈服应力和塑性黏度等指标的影响。
根据矿山生产需要,从-20μm 细粒级含量、不均匀系数C_(U)、曲率系数C_(C)等方面对碎石掺量范围进行了界定,并通过极差分析研究了膏体质量浓度、灰砂比、碎石掺量对充填料浆屈服应力和塑性黏度的影响规律。
研究发现,膏体质量浓度对料浆的屈服应力和塑性黏度影响最大,灰砂比次之,碎石掺量影响最小。
最终确定最佳配比组合为膏体质量浓度77%,碎石掺量20%,灰砂比1∶4,对应塌落度27.3 cm,14 d抗压强度6.4 MPa,屈服应力为112.01 Pa,塑性黏度为0.78 Pa·s。
优化后的结果可为后续工业试验和实际应用提供参考。
【总页数】4页(P190-193)
【作者】凌斌辉
【作者单位】长沙有色冶金设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U41
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全尾砂固结排放料浆流变特性实验研究
全尾砂固结排放料浆流变特性实验研究侯运炳;张兴;韩冬;曹曙雄;韩帅;丁鹏初【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2018(038)004【摘要】采用全尾砂固结剂TC-Ⅰ,通过全面试验、数据拟合、多元回归分析和理论计算等方法,对李楼铁矿未分级全尾砂固结排放料浆的流变特性及其影响因素进行了研究.结果表明,砂浆的剪切应力随着剪切速率增加而增大,呈线性相关;表观黏度随着剪切速率增加而减小,呈乘幂相关;测试范围内全尾砂固结排放料浆近似于宾汉塑性体模型,在管路输送中呈层流流态;浓度对全尾砂料浆的流变特性影响显著,灰砂比次之;同一灰砂比条件下,砂浆的屈服应力和黏度均随着浓度增加而增大;同一浓度条件下,灰砂比对砂浆的屈服应力和黏度影响不大;确定了适宜的砂浆浓度范围为76％～78％;建立了砂浆屈服应力、黏度关于浓度和灰砂比的回归模型.【总页数】5页(P6-10)【作者】侯运炳;张兴;韩冬;曹曙雄;韩帅;丁鹏初【作者单位】中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD926【相关文献】1.高浓度全尾砂充填料浆流变特性试验研究 [J], 王富林;杨仕教;苏帅;张志浩2.某铜矿全尾砂/废石复合充填料浆流变特性研究 [J], 张盛友;孙伟;李金鑫3.某铜矿全尾砂/废石复合充填料浆流变特性研究 [J], 张盛友;孙伟;李金鑫4.某铁矿全尾砂膏体充填料浆流变特性试验研究 [J], 谢盛青;段文权;吴世剑5.四方金矿全尾砂充填料浆流变特性研究 [J], 曲岩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
全尾砂膏体性能试验研究
全尾砂膏体性能试验研究杨莹;吴爱祥;杨柳华【摘要】Through exploring changes of rheological properties and strength properties of unclassified tailing paste in Bai-ling copper-zinc mine under the condition of different paste concentrations and cement sand ratio,the influence of paste con-centration and cement sand ratio on the properties of paste were determined. In addition,the primary and secondary relationship between the two factors affecting the paste properties was obtained by range analysis,guiding to determine the reasonable range of the paste ratio. The regression equations between the two factors and the paste performance parameters of were established. The test results show that when the paste concentration is 75% ~77%,the cement sand ratio is 0. 04~0. 12,the effect of paste concentration on the rheological properties of paste is greater than that of cement sand ratio,but cement sand ratio is the main factors affecting the strength of paste. According to the actual requirements in Bailing copper-zinc mine and the indoor test re-sults,combining the regression relationship between the concentration as well as cement sand ratio and paste parameters,the optimum paste concentration is recommend to be 77% and the cement sand ratio 0. 05 for this mine,which can meet the liquid-ity requirements and the strength requirements for Bailing copper-zinc mine,providing the safe and reliable technical support for the exploitation of this shallow buried ore body below the highway.%通过探究在不同膏体浓度和灰砂比条件下,白岭铜锌矿全尾砂膏体流变特性和强度性能的变化,确定膏体浓度和灰砂比对于膏体性能的影响.通过极差分析得出二者对于膏体性能影响的主次关系,指导确定膏体配比的合理范围,并建立了二者与膏体性能参量之间的回归方程.试验结果表明:在膏体浓度为75%~77%、灰砂比为0.04~0.12的条件下,膏体浓度对于膏体流变性能的影响大于灰砂比,而灰砂比是膏体强度的主要影响因素.根据白岭铜锌矿的实际要求及室内试验结果,结合浓度和灰砂比与膏体性能参量的回归关系,最终为白岭铜锌矿推荐出既能满足流动性要求又能满足强度要求的最佳膏体浓度为77%,灰砂比为0.05,为该高速公路下方浅埋矿体的开采提供安全可靠的技术保障.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】5页(P185-189)【关键词】三下矿体;全尾砂;膏体;流变性能;强度性能【作者】杨莹;吴爱祥;杨柳华【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD926.4针对三下矿体地表不允许崩落、开采安全性差以及资源不易于回收等问题，现常采用充填法进行开采［1-3］。
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全尾砂料浆流变特性试验报告
1实验的研究意义与目的
随着充填技术得到国内外矿山的广泛应用，充填系统的稳定性、可靠性对于矿山安全生产和经济效益尤为重要。
尤其是深井矿山，随着开采深度的增加，相对高差增大，输送管道的长度增长，输送系统复杂性加大，出现堵管爆管事故的几率大增，同时事故处理难道也加大，对生产造成的损失严重。
如何确定合理的料浆配合比和管道参数以确保充填系统的高效稳定运行成为至关重要的问题。
尤其对于高浓度充填料浆而言，由于高浓度料浆属结构流体，在管道输送过程中管道阻力损失较大，需要准确了解料浆的流变特性和输送阻力损失才可确保系统的稳定性和安全性，因而对高浓度充填料浆流变特性和管道输送性能的研究是充填技术发展的重要课题。
对于具体矿山而言，只有明确高浓度料浆的流变特性和管道阻力损失参数才能确定应用高浓度自流输送的条件，从而为充填系统设计和运营提供依据。
本试验以邯郸西石门铁矿全尾砂作为充填骨料, 以标号42.5的普通硅酸盐水泥以及粉煤灰作为胶凝材料，采用正交设计法设计试验方案, 利用RheolabQC 旋转流变仪对高浓度全尾砂料浆进行流变测试试验, 研究质量浓度、灰砂比、粉煤灰掺量等三因素对流变参数的影响规律。
2实验材料及设备
2.1实验材料
试验选用西石门铁矿全粒级尾砂、粉煤灰、42.5的普通硅酸盐水泥和自来水为原材料。
2.2实验设备
实验设备有：JA1003电子秤、RheolabQC旋转流变仪、量筒、移液管、玻璃棒、烧杯（200ml）、药勺等。
3 实验原理
本试验采用均匀设计法来设计实验方案。
正交试验设计是研究多因素多水平的一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分析因式设计的主要方法。
是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。
根据试验因素和水平的个数, 选择正交表L9 ( 34 )进行有空列的正交试验，最终试验方案如下所示。
表1 正交实验因子水平表
表2 正交实验表头设计
表3 正交试验方案表
4实验方法
4.1考察因素
实验考察的因素主要有：质量浓度、灰砂比、粉煤灰掺量
1）质量浓度：试验尾砂浆的浓度，实验考察范围为70%~76%；
2）灰砂比：充填料浆中水泥加粉煤灰与全尾砂的质量之比，实验考察范围为1:4～1:7；
3）粉煤灰掺量：水泥和粉煤灰质量之比，实验考察范围为1:0～1:0.9；4.2配合比试验方法
1）物料计量
根据配合比要求称量充填物料，水泥、粉煤灰、尾砂用电子秤，称取自来水用量筒计量。
2）制浆
将称量好的充填物料倒入烧杯，根据质量浓度要求，加入称量好的水，人工充分搅拌均匀形成充填料浆。
3）流变试验
将烧杯放在RheolabQC旋转流变仪上进行剪切流变试验，得出剪切应力随剪切速率的变化曲线。
4)重复实验三次取平均值，以求得实验数据的准确性。
5实验结果
根据实验方案将测得的剪切应力随剪切速率的变化曲线进行线性拟合，得出的流变参数结果如下表所示
表4 流变参数
6实验结果分析
6.1极差分析
极差分析可以直观、简便地得出各因素对屈服应力影响的大小, 如表5所示。
表5 屈服应力和塑性粘度极差分析
注：A为浓度、B为灰砂比、C为粉煤灰掺量
6.2 方差分析
表6和表7给出了各因素对流变参数的方差分析结果。
从表6中看出, A 的F比为2.969, B 的F比为0.008, C 的F比为0.022。
浓度因素对屈服应力影响显著, 其它两因素均无显著意义。
从表7中可以看出，A 的F比为2.624, B 的F比为0.376, C 的F比接近于0。
因此充填料浆的塑性粘度主要受料浆浓度的影响。
表6 屈服应力的方差分析
表7 塑性粘度的方差分析
6.3 配比优化
在高浓度全尾砂自流管道输送过程中，充填料浆在一定浓度条件下的屈服应力及粘度越小，对管壁的磨损越轻。
因此，在满足一定浓度配比的条件下，高浓度全尾砂料浆的屈服应力及粘度越小，越有利于减小管道磨损，延长管道使用寿命。
为了保证全尾砂料浆的稳定性、提高充填体的强度以及避免采场充填体大量泌水，选择浓度为76%的充填料浆。
从表5可以看出，当灰砂比为1:4或者1:5时，充填料浆的屈服应力和塑性粘度均较小，考虑的降低充填成本的因素，在满足充填体强度的要求下，选用灰砂比为1:5的料浆较为合适；而粉煤灰的掺量越
高，充填料浆的屈服应力越小，对料浆的粘度系数则影响不大，因此粉煤灰的最优掺量是水泥：粉煤灰=1:0.9
7 结论
1)正交试验结果表明: 在所选择的因素当中,对屈服应力的影响大小顺序为浓度>粉煤灰掺量>灰砂比；对塑性粘度的影响大小顺序为浓度>灰砂比>粉煤灰掺量。
2）以浓度76%的充填料浆为标准, 试验得出屈服应力最小时料浆灰砂比为1:5，粉煤灰掺量为水泥:粉煤灰掺量=1:0.9；塑性粘度最小时料浆灰砂比为1:4，粉煤灰掺量为0。
根据试验结果, 在实际工业应用中, 由于粉煤灰掺量对塑性粘度的影响较小, 所以在保证充填强度的前提下, 可以在浓度一定的条件下,料浆灰砂比设计为1:5，同时提高粉煤灰掺量, 从而减小水泥用量, 降低充填成本。