全尾砂_水淬渣膏体性能参数测试方法研究
全尾砂胶结充填体试样强度的尺寸效应试验研究
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｅｍｅｎｔｅｄ ｂａｃｋｆｉｌｌ； ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ； ｓｉｚｅ ｅｆｆｅｃｔ； ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ
某金矿全尾砂膏体充填料浆性能试验研究
中图分类号：ＴＤ８５３．３４
文章编号：１００１－１２７７（２０１８）１０－００３２－０４
文献标志码：Ａ
ｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０１８１００７
引言
某金矿位于山东省东部的胶东地区，在大地构造 上处于新华夏系第二隆起带之胶东隆起区，是国内大 型金矿之一，矿体形态变化大，上盘围岩破碎，在矿体 上部地表有农田，开采过程中需加以保护。为了防止 地表塌陷和减少采矿损失贫化，设计采用分级粗尾砂 胶结充填系统，采矿方法主要为上向分层进路充填采 矿法，对胶结面的充填体强度要求较高。随着采矿技 术的不断进步，充填系统工艺不断改进，充填胶结材 料由最初的强度等级 ４２．５普通硅酸盐水泥更改为新 型矿用充填胶结材料———充填 Ｃ料，骨料为该金矿 选矿厂处理 后 的 分 级 粗 尾 砂 （＋３７μｍ 粗 尾 砂 ），经 旋流器分级后的细粒级尾砂排放至尾矿库［１－４］。
１．１５
１８．８５
－０．０３７～＋０．０１０ １．２７ １．７５ ３．８５
％
－０．０１０ ３７．１１ １１．７５ ７６．１５
尾砂种类 全尾砂 分级尾砂 溢流尾砂
ＳｉＯ２ ６４．８３ ６４．６４ ６０．２２
Ａｌ２Ｏ３ １４．７２ １４．２３ １８．１９
表 ３ 不同尾砂的化学成分分析结果
Ｋ２Ｏ ４．７２３
实验室分公司，２６１４４１；Ｅｍａｉｌ：ｇｏｏｄｙａｎｇｊｉｇｕａｎｇ＠１６３．ｃｏｍ
２０１８年第 １０期 ／第 ３９卷
采 矿 工 程 ３３
送性能和充填体的力学性能等。采用比重瓶法及堆 积法分别测定其密度和孔隙率，结果见表 １。
表 １ 不同尾砂物理性能对比
性能参数
相对密度 ／（ｋｇ·ｍ－３） 堆积密度 ／（ｋｇ·ｍ－３）
某矿山全尾砂膏体充填配比试验研究
某矿山全尾砂膏体充填配比试验研究戴超群;吴爱祥;李会强;李公成【摘要】针对某矿山膏体充填物料,先对其物理化学性质进行测定,然后分别对66％～79％不同质量浓度的全尾砂料浆进行流变特性试验分析,并得出在0～120 s-1剪切速率下的流变模型,根据流变模型推导出可输送膏体的临界浓度.在临界浓度附近通过全面试验法研究膏体充填材料的综合性能,最后在满足矿山生产要求的情况下确定膏体充填材料的最优配比范围并对影响配比的因素进行分析.根据矿山要求一步骤充填强度达到1 MPa以上,二步骤充填强度达到0.5 MPa以上,试验结果得出灰砂比为1:24时,28天单轴抗压强度超过0.5 MPa,满足自立强度要求.灰砂比为1:8时,28天单轴抗压强度在1 MPa左右,满足一步骤充填强度要求.最终结合料浆流动性和试块强度综合考虑,推荐一步骤回采膏体充填料浆浓度75％～76％,灰砂比1:8,二步骤回采膏体充填料浆浓度75％～76％,灰砂比1:24.【期刊名称】《中国钨业》【年(卷),期】2018(033)004【总页数】6页(P9-14)【关键词】膏体充填;物料配比;塌落度;充填材料特性;充填体强度【作者】戴超群;吴爱祥;李会强;李公成【作者单位】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资源工程学院,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资源工程学院,北京 100083;北京昊海建设有限公司,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资源工程学院,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TD853.34随着浅部矿产资源日趋枯竭，国内外矿山进入深井开采阶段。
充填开采技术在维护采场稳定、解决深部地压、控制地表沉陷、保护生态环境等方面具有十分重要的作用[1-4]。
膏体充填技术以其安全可靠、经济高效、绿色环保等方面的优势得到迅猛的发展[5-6]，尤其是在矿岩遇水泥化矿山，膏体充填物料不泌水具有很大优势。
全尾砂膏体充填技术试验研究与设计.
第八届国际充填采矿会议论文全尾砂膏体充填技术及工艺流程的试验研究王方汉①姚中亮②曹维勤①摘要：南京栖霞山铅锌银矿地处风景区，是典型三下矿山，应用充填采矿已二十余年。
为不断提高充填质量，先后进行了一系列实验室及工业试验，研究分析了膏体充填技术特性与规律，并在此基础上，设计了新的全尾砂膏体充填工艺流程。
新的膏体充填系统具有工艺简便、流程短、稳定性强、运行成本低的特点，适合于在全国中小型以上地下矿山中推广应用。
关键词：全尾砂、膏体充填、试验研究、工艺流程1.概况：南京栖霞山铅锌银矿地处南京东北郊，北靠长江，南邻京沪铁路及沪宁高速公路，西邻南京新生圩外贸港口，沿江东侧有龙潭深水港集装箱码头，矿区有栖霞山铁路货运北站，交通十分便利。
矿区处于旅游胜地—栖霞山风景区脚下，与佛教胜地—栖霞寺及全国重点文物保护单位舍利塔和千佛岩仅一街之隔。
栖霞街居民密集，矿区有河流经过，矿区附近有金陵石化炼油厂、栖霞山化肥厂及江南小野田水泥厂等大型企业，属典型的“三下”矿山。
南京栖霞山矿为华东地区最大的铅锌矿床，现在保有矿石储量一千三百多万吨。
矿山现有采选能力为35万吨/年，采用平硐盲竖井开拓，上向水平分层全尾砂胶结充填法采矿。
由于处城市风景区，对地表及环境保护要求严格，矿山没有尾矿库，井下废石不出窿用于空区充填，选矿尾砂全部输送于井下采场进行充填；选矿过程采用清洁生产技术，废水经净化处理后全部回用；矿山已通过了ISO9000标准体系认证，并且在全国矿山中率先通过了ISO14001环境体系认证。
因此，矿山已实现了“零排放”无废开采。
2.全尾砂胶结充填系统及存在问题2.1现有全尾砂充填工艺流程矿山全尾砂胶结充填系统始建于上世纪八十年代末，几经改造，现采用的充填工艺流程如图一所示。
选矿全尾砂经300m3中转储砂池后由4PNJ衬胶泵输送到两个分别为800m3和880m3容积的立式砂仓中，起加速沉降作用的絮凝剂经搅拌后也添加于立式砂仓；然后全尾砂造浆放砂进搅拌桶进行一级、二级搅拌，同时，水泥则由水泥仓底部的双管螺旋给料进入立式搅拌桶。
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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2.金川全尾砂膏体充填料浆流变特性研究 [J], 王新民;肖卫国;王小卫;肖智政
3.某矿山全尾砂似膏体料浆L管试验研究 [J], 齐兆军;宋泽普;寇云鹏;杜加法;刘超;
杨纪光
4.某金矿全尾砂膏体充填料浆性能试验研究 [J], 杨纪光;杜加法;荆晓东;盛宇航;宋泽普
5.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
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不同组方对尾砂膏体泵送环管试验的影响分析
送参数。 目 ， 前 最可靠的方法是利用实物进行膏体充 填料浆管道输送试验。 测取必要的参数 。尾砂达到膏
体输送状态时的可泵性指标 ， 如塌落 度、 黏稠度 （ 引
团等都投入 了大量 的人力物力 研究膏体充填技术。 如澳大利亚 １９ 年建成的大型矿 山 Ｃ ｎｉ ｔ 矿就 ９７ ａｎ ｇ ｎ ｎｏ
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２０ ０７年第 １ 第 ２ 期／ ８卷
黄
金
ＧＯＬＤ
不 同 组 方对 尾 砂 膏体 泵 送环 管试 验 的 影 响 分 析
李 国政
（ 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室）
摘要 ： 全尾砂膏体泵送环管试验 中， 往往要添加一些其 它材料 来改善膏体充填料浆的输送参数 和提 高充填体的强度。文 中对云南某矿添加水淬渣的全尾砂 膏体 泵送环管试验 中出现的问题进行 了深入分析 ， 同时对试验中添加石灰浆和料浆温度对试验结果的影响进行 了探讨， 所得 出的结论和 建议 对该矿 充填 工 艺的设计 具 有 实际意 义。
收稿 日 ： ０ １ — ０ 期 ２ ６— ０ １ ０
作者 简介 ： 国政 （９８ ）男 ， 李 １６一 ， 山东平度人 ， 北京科技大学在读博士研究生 ， 主要从事采 矿工艺、 矿业经济 、 安全评 价方面 的研究 工作 ； 北京市海 淀 区学 院路 ３ ． 京科技 大学土木与环境工程学院 ３３ ０号 北 ９ 信箱 ， ０８ １ ０３ ０
头（ 壁厚 ｌ ｍｍ） Ｏ 。
年 ６月共 同进行的 ， 对充填料浆 泵送参数 的试验研 究， 得出了一系列适合充填系统设计 的参数。
关键词 ： 充填料浆环管试验 ； 尾砂料浆； 水淬渣； 料浆温度
中图分类号 ：Ｄ ５ ． ４ ３ Ｔ ８ ３ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ １ ２ ７ ２ ０ Ｏ ０３ ０ １０ —１７ （ ０７）１— ０ ３— ４
全尾砂-水淬渣膏状物料可泵性指标优化
目 ， 前 大多采用坍落 度指标来反映料浆的流动 性， 并认 为坍 落度在 ｌ ２ ｍ 之间有利于泵送。 ５— ５ｃ 然而 ， 在坍落度监测过程 中， 存在操作不方便 、 容易
漏 浆 等 问题 ， 需要 对这 一监 测方 法 进行 改进 。 同时 ，
性和可塑性 ， 更适合于全尾砂充填材料。在充填成 本 不断 上涨 和环境 保 护 日益 严格 的今 天 ， 体 充 填 膏 技术具有 良好 的发展前景。 自 １８ ９０年代膏体充填
泌水率反映了砂浆的析水性能， 实际上也是砂 浆的保水性能。用量杯盛人一定 量的砂浆 ， 测其砂 浆重量 ， 并换算其中水的含量 ； 静置 ６ ｉ 后 ， ０ｒ ｎ 将砂 ａ 浆表面清水滗 出， 测出清水含量 ， 出清水与砂浆内 滗
水 的总 量之 比即为 泌水率 。
尾 砂 一水 淬 渣 膏 状 物 料 可 泵 性 指 标 优 化
王洪江 吴爱祥 陈 进 王 洪武２ 吉学文 ， ， ， ，
（． １北京科技大学土木与环境工程学院， 北京 １０ ８ ；． ００ ３２ 中南大学资源与安全工程学院， 湖南 长沙 ４０ ８ ；． １０ ３３ 云南 驰宏 锌锗 股 份有 限公 司会泽矿 ， 云南 曲靖市 ６５０ ） ５００
在膏体充填技术中， 由于充填体浓度高、 输送阻 力大 ， 必须借 助 泵送设 备 压送至 采场 。因此 ， 膏体 充 填料浆 的可 泵性 显得 至关 重要 。可 泵性反 映 了充 填 料浆在管道泵送过程中的流动状态 ， 尚未有确定 但
性 表示 方法 。
１ 试 验材 料
全 尾砂 为硫 化 矿 尾砂 ， 水淬 碴 为冶 炼 厂 排 出的 废渣， 其物理 、 化学性质及粒级组成见表 ｌ 。水泥为
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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］。
全尾砂密度及孔隙率物理性质测定试验研究
（２）向容量瓶内注入半 瓶 蒸馏水，摇 动 容 量瓶， 并放在 ＲＥ－５０１恒温水油浴锅上煮 沸，悬 液煮沸 时 间不少于３０ｍｉｎ。沸腾 后 应 调 节 砂 浴 温 度，容 量 瓶 内 悬 液 不 得 溢 出 ，在 煮 沸 过 程 要 经 常 摇 动 容 量 瓶 ，以 驱 逐 尾 砂 中 的 空 气 ，使 尾 砂 和 水 分 充 分 混 合 均 匀 。
第 ３５ 卷 第 ３ 期 ２０１９ 年 ６ 月
有 色 矿 冶 ＮＯＮ－ＦＥＲＲＯＵＳ ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３５．№３ Ｊｕｎｅ ２０１９
文 章 编 号 ：１００７－９６７Ｘ（２０１９）０３－０９－０３
全尾砂密度及孔隙率物理性质测定试验研究＊
李 世 珺１，姜 洪 波１，付 建 勋２，谢 盛 清２，黄 明 然１，姚 锐１
２ 全尾砂密度测定
全尾砂密度是指全尾砂中各矿物的密度平均 值 ，即 组 成 全 尾 砂 的 矿 物 颗 粒 密 度 的 平 均 值 ，其 值 大 小常与组成尾砂矿 物 的 种 类 及 其 含 量 有 关，本 次 实 验采用容量瓶测量全尾砂的固体密度。
实验所需器材 主 要 有：（１）容 量 瓶：容 积 １ ０００ ｍＬ；（２）ＲＥ－５０１ 恒 温 水 油 浴 锅：精 度 为 ±１ ℃； （３）电 子 天 平 ：感 量 ０．０１ｇ；（４）温 度 计 ：刻 度 为 ０～ ５０ ℃，分度值为０．５℃。 ２．１ 实 验 步 骤
超细全尾砂胶结充填体强度特性研究
超细全尾砂胶结充填体强度特性研究摘要：全尾砂胶结充填体强度对养护龄期敏感程度最高。
为了研究A铁矿全尾砂的物理化学性质、不同种类全尾砂对胶结充填体强度的影响，本文以A铁矿全尾砂为充填骨料、水泥为胶结材料，通过单因素四水平试验研究了全尾砂的粒度分布、碱度系数和活性系数以及料浆质量浓度，分析了全尾砂胶结充填体强度与养护龄期之间的定量关系，试验结果显示，A铁矿的全尾砂中值粒径只有14.2微米、碱度因子2.31、活性因子2.12，是一种级配良好、活性高的碱性超细全尾砂；随着灰砂比和泥浆质量浓度的增大，全尾砂的胶结物强度呈现指数关系，随着养护龄期的增大而增大，其强度逐渐增大，其拟合关系为0.97,0.96,0.92；料浆强度对料浆寿命的影响最大，其次是灰砂比，其次是料浆。
关键词：充填采矿法；超细全尾砂；胶结充填体；强度特征1 引言充填采矿法是一种新型的采矿方法，是利用充填材料对采场进行回采，在采矿过程中，通过充填材料与围岩之间的胶结作用形成一种复合体。
传统的充填材料多以全尾砂为主，而随着近年来尾砂资源利用效率的不断提高，尾砂原料日益匮乏，部分矿山选择使用优质全尾砂替代水泥来代替常规尾砂。
但是由于矿浆粘度较大、搅拌困难等原因，在生产过程中很难达到较高浓度的料浆状态。
另外，为了使充填体与围岩充分融合，保证充填体强度的稳定提高，充填体强度一般都需要一定时间来养护龄期越长强度越高、养护材料也越来越多。
为了更好地指导矿山实际生产过程中全尾砂胶结充填体结构强度的保持和稳定提高工作，本文以A铁矿全尾砂为胶结骨料、水泥为胶结材料制备全尾砂胶结充填体并进行试验研究，分析了全尾砂胶结充填体强度与养护龄期之间的定量关系。
2 全尾砂物理化学性质分析利用Mastersizer2000激光粒度仪对A铁矿全尾砂进行粒度分析。
灰砂比为1∶3时，全尾砂的高活性系数达到2.31(平均值为1.04)，说明全尾砂具有较高的吸附能力和反应活性。
当灰砂石比增大到1∶4后，全尾砂碱度系数均有不同程度增加。
某铜矿全尾砂物理力学性能及化学成分分析试验
2019年第5期新疆有色金属1引言某铜矿已回采至-360m 中段，生产能力已达5000~6000T/D ，用下向进路式水砂充填采矿方法回采北矿带矿体，用上向或下向进路式水砂充填采矿方法对南矿带矿体进行甄别回采。
待三期扩建工程完成后，将形成10000T/D 的采选能力，南、北矿带采矿规模各5000T/D ，日均回采空间将超过3000m 3。
而某铜矿目前实施分级尾砂胶结充填，大量的细颗粒尾砂被排放至尾矿库堆存，生产所形成的分级尾砂不仅不能满足充填空区需要，而且有一半左右的采场需江砂充填，待三期扩产完成后，目前使用的充填骨料将远远不能满足实际生产的需要，需尽快找到数量多、来源广的充填骨料代替。
本文针对该矿的尾砂进行物理力学性能和化学成分分析，为后续的膏体充填料的选取奠定扎实的基础。
2全尾砂物理力学性质及化学成分测定分析2.1取样取足够量的全尾砂，取样前，在低浓度全尾砂浆放砂口附近构筑临时水泥槽，并在上中下部预留数个清水溢流口。
取样时，将低浓度全尾砂浆放入取样槽中，自然沉降4~8h ，待上部泌水完全澄清后，打开清水溢流口，放出澄清后的泌水，再重复上述步骤继续取样。
待取出的全尾砂量达到要求后，将尚含大量水分的全尾砂浆转移至户外空旷处，进行暴晒，进一步快速脱水。
2.2实验材料准备全尾砂浆在取样池中自然沉降过程中，粗颗粒沉速快，聚集于池底，细颗粒沉速慢，浮于砂浆上部，产生了自然分级。
自然分级的尾砂不具代表性，无法进行全尾砂膏体充填实验。
实验之前，应将自然分级的尾砂充分搅拌混合均匀。
全尾砂混合准备过程主要分摊平、晾晒、混合、密封等几个步骤。
粗颗粒尾砂间分子力小，不易板结，而细颗粒尾砂极易相互吸引，板结成团，为尽快将尾砂晾干混合，将板结的尾砂块破开摊平。
将全尾砂放置通风见光处晾晒，并使用铁锹、锄头等工具翻动，使多余的水分尽快散发，以利于全尾砂的充分混合。
用工具多次翻动转移，使处于不同位置的粗颗粒尾砂和细颗粒尾砂充分混合均匀，成为全尾砂。
全尾砂—水淬渣膏体性能研究
Zou Hui(HVAC) Directed by Associate Prof. Li Xiangyang
Keywords:
paste；parameter； loop-pipe experiment；resistance； GUI
iii
原创性声明
本人声明， 所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南华大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。 与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。
ii
testing of paste basic parameter, calculating of paste rheologic parameters, analyzing of paste resistance properties, which for the sake of grasping the basic physico - chemical performance of unclassified tailings and granulated blast furnace slag, for exploring rational proportion of paste design for making full use of mines’ municipal solid waste and improving mines’ ecological environment and workshop condition and providing foundation theories to mines in future, for calculating parameter of paste yield stress and viscosity coefficient to know the paste flow characteristic, for finding out the relationships resistance to each main factor that determinates the pipe conveying parameter scope and instructs industry design and production in mines.
全尾砂-水淬渣胶结充填材料试验研究
全尾砂-水淬渣胶结充填材料试验研究 Ξ吉学文,曾普海(云南驰宏锌锗股份有限公司,云南 会泽 654211) 摘 要:高浓度全尾砂-水淬渣胶结充填料浆必须添加石灰作为添加剂才能使料浆正常凝固,而当充填料浆的浓度达到膏体时,在没有石灰添加剂的情况下能够正常凝固,采用膏体充填技术可以减少充填材料的组分,简化了充填料浆制备工艺。
关键词:胶结充填材料;配比;试验中图分类号:T D853134 文献标识码:A 文章编号:1006-0308(2005)03-0009-05Experiment on Total T ailing-G ranulated Slag Consolidated Filling MaterialsJ I Xue-wen,ZE NG Pu-hai(Y unnan Chihong Z inc-G ermanium C o.Ltd.,Huize,Y unnan654211,China)ABSTRACT:Experiment shows,in order to reach normal consolidation,the lime should be used as additive in total tailing-granulated-slag filling.And,when the density of filling slurry reaches paste state,the normal consolidation can be reached without lime additive.Applying paste filling technology could reduce the com ponents of filling material and sim plifying the process of filling slurry preparation.KE Y WOR DS:consolidated filling material;com position experiment 云南驰宏锌锗股份有限公司是探、采、选、冶大型联合企业,是我国重要的铅、锌、锗基地。
全尾砂_水淬渣膏体性能参数测试方法研究
表面1 cm , 并在 10 秒内完成测定试锥的下沉深度 ; 由于稠度仪在多次测量后有可能移位或吻合不好 , 所以每次实验前必须校正实验台 , 让砂浆面与盛料 容器面平行 、试锥的尖部指在盛料容器内砂浆表面 的中心 ; 试锥的清洗 、制动螺丝的打开 、滑杆的矫 正和读数等都应由有经验的人员完成 , 测定结果应 经过 3 次或更多次后取平均值 。
2 实验案例分析
根据在云南某矿所进行的实验 , 选取了全尾砂 与水淬渣之比为 75 ∶25 , 灰砂比为 1 ∶4 、1 ∶8 、1 ∶12 , 质量浓度 76 %～82 %的一组实验数据 , 如 表 1 和图 5 所示 。
表
1
全尾砂与水淬渣之比
75
∶25
、质量浓度
76 %～82 % , 3 种灰砂比的实验数据
对全尾砂2水淬渣浆体塌落度的测试选择混凝 土实验中常用的塌落度桶为主要测量仪器 , 为无 顶 、无底 铁 皮 筒 ( 如 图 1) 。实 验 按 照 质 量 浓 度 76 %～84 %、不同的骨料比 、灰砂比分别配制浆 体 , 将配制后的浆体拌和物按规定方法装入桶内 , 捣实刮平 , 垂直向上将筒提起 , 浆体拌和物因自重 将产生塌落现象 , 量出筒上截面与塌落浆体最高点 之间的高度 。为了减少各种误差 , 实验过程遵循了 下述要求 : 在装满浆体的塌落度桶内 , 排除桶内的 空气 , 避免气泡夹杂在浆体中 ; 在必要的情况下敲 击垫在桶下的钢板 , 在振动下让浆体自然捣实 , 高 出上截面的浆体用滑铲轻轻地刮平 ; 拔桶的时候速 度 、力度 、方向都要很好地控制 ; 同种情况下的浆 体一般测试至少 3 次 ; 实验中对浆体选取了更宽范 围的质量浓度范围 (76 %～84 %) 、骨料比 、灰砂 比覆盖并超过了膏体的范畴 , 以便获得更多的参考 数据供分析 。
全尾砂膏体充填临界质量分数
北
京
科
技
大
学
学
报
Vol． 33 No． 7 Jul． 2011
Journal of University of Science and Technology Beijing
全尾砂膏体充填临界质量分数
翟永刚
1）
吴爱祥
1）
王洪江
1）
陈琴瑞
1）
肖云涛
1）
寿震宇
图2 Fig． 2 全尾砂充填料浆的剪切变稀曲线 Shear thinning curve of unclassifiedtailings filling slurries
的交点所对应的剪切速率即是临界剪切速率 ． 考虑 到膏体在管道中以层流状态输送， 本文只对 γ ＜ γ' 条件下的流变模型进行分析． 1. 2 全尾砂充填浆体流变模型与质量分数的关系 全尾砂充填浆体的流变模型与质量分数有直接 的关系． 当浆体质量分数较低时， 其流变模型一般 为牛顿体． 随着质量分数的逐渐增大， 当全尾砂料 “临界流态质量分数 ” 浆质量分数高于 时， 料浆出现 了屈服应力． 料浆在管道输送过程中受到的切应力 随剪切速率的变化偏向于向剪切速率轴方向弯曲 ， 呈现伪塑性， 则料浆的流变模型为屈服伪塑性体 ． 当质量分数接近饱和状态时， 料浆受到的切应力随 剪切速率变化趋于直线， 直到满足线性关系， 即宾汉 塑性体， 此时料浆的质量分数即膏体的临界质量分 数． 临界质量分数与浆体中所含有的黏性细颗粒大 流变模型的变化越复 小及 含 量 有 关． 颗 粒 越 细， 杂 ． 所以只要分析不同质量分数浆体的流变模 型， 便可确定膏体的临界质量分数．
随着浅部资源的逐渐枯竭和深部资源开采强度 逐年加大， 充填采矿法的应用日益广泛． 根据浆体 质量分数的高低， 充填分为低质量分数充填、 高质量 其中膏体充填近几年 分数充填以及膏体充填三种， 发展迅速． 在管道输送条件下， 这三种充填方式之 国内外对低质量 间必然存在临界质量分数． 目前， 分数与高质量分数料浆的临界质量分数研究较多 ． 例如， 刘同有提出了“临界流态浓度 ” 的概念， 对低 质量分数和高质量分数料浆进行了区分
尾矿膏体流变学参数试验方法
尾矿膏体流变学参数试验方法郭亚兵;徐鼎【摘要】在圆柱体塌落度试验数学模型的基础上,利用不同的尾矿样品,对不同直径、不同高度的圆柱体进行了塌落度试验研究,同时利用HAAKEVT550粘度计对相应的屈服应力进行了精确测定.通过两种结果的比较,揭示了塌落度圆柱体尺寸的变化对屈服应力的影响.同时显示了直径为Φ50 mm、Φ70 mm的塌落度试验圆柱体的高度为100 mm时,其屈服应力值与粘度计非剪切屈服应力值吻合良好.在此基础上,利用直径为Φ50 mm、高度为100 mm的圆柱体对四种不同的尾矿样品进行了塌落度与HAAKEVT550粘度计试验分析,并对其结果进行了对比;结果表明了塌落度试验所得到的屈服应力值与粘度计测定的精确屈服应力值吻合度良好.因此,可作为屈服应力测定的可靠手段.【期刊名称】《太原科技大学学报》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】6页(P396-401)【关键词】膏体;塌落度;粘度计测定;屈服应力【作者】郭亚兵;徐鼎【作者单位】太原科技大学环境与安全学院,太原030024;太原科技大学环境与安全学院,太原030024【正文语种】中文【中图分类】TD926随着人类对地球环境生态的高度关注，对矿山尾矿的处置与堆放[1-4]越来越受到全世界各国的重视。
由于目前矿山尾矿采用尾矿坝储存，而尾矿坝存在着潜在的安全风险，尾矿坝的溃坝将会给人类生命安全及地球生态造成极大的破坏，因此，尾矿的地表堆放[5-6]成为一个可靠的方法。
但尾矿地表堆放需要将尾矿浆液浓缩到膏体状态[7-9]，而膏体的流变学特性[10-12]决定了膏体浓缩机的工艺设计及膏体的管道输送设计。
为了科学的设计膏体堆放系统，必须对膏体的流变学特性进行研究分析，确定膏体的流变学参数，为膏体浓缩系统及输送系统设计提供理论依据。
由于尾矿膏体作为一种非牛顿流体[13]，其流变学参数的测定需要流变仪或叶片式粘度仪等复杂的仪器设备，试验成本高、携带较困难，不适宜进行现场测试。
全尾砂膏体多尺度物料均质化制备技术研究
全尾砂膏体多尺度物料均质化制备技术研究
王涛;石勇;郑伯坤;赖伟
【期刊名称】《采矿技术》
【年(卷),期】2024(24)1
【摘要】为实现料浆均质化充填,以某矿为工程背景,首先,开展了全尾砂及5组分级尾砂试验,利用Fuller曲线级配理论研究了不同工况下尾砂级配质量效果。
然后,以全尾砂料浆为研究对象,分析了不同的搅拌速度、时间及料浆质量浓度对制备膏体料浆的影响。
最后,通过试验对不同因素的最优值进行了验证。
结果表明:各试验组的级配指数均小于理想级配指数和较优密实度范围,尾砂总体级配质量均较差。
当充填料浆质量浓度小于74%时,搅拌参数设置速度为200 r/min,搅拌时间为3 min,搅拌效果最佳。
通过试验验证了物料在最优搅拌参数的作用下搅拌,能均匀分散在浆体之中,确保了输送的各部分浆体流变性能相同。
【总页数】7页(P167-173)
【作者】王涛;石勇;郑伯坤;赖伟
【作者单位】招远市灵山金矿有限公司;长沙矿山研究院有限责任公司;金属矿山安全技术国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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基于Fuller级配理论的膏体管道输送减阻技术研究
基于Fuller级配理论的膏体管道输送减阻技术研究刘晓辉;苏先锋;黄明清;谭伟【摘要】针对膏体充填的物料配比问题,通过分析膏体内部结构的物质组成,提出物料密实度越大膏体流动性越好；采用Fuller理论对某铜矿充填物料的级配特性进行分析,考察了级配指数n随物料配比的变化规律；开展膏体塌落度、流变特性实验,采用白金汉公式对膏体管流阻力进行理论计算。
结果表明：该铜矿膏体中全尾砂∶水淬渣=3∶2时,物料密实度较大,最利于其管道输送；质量分数72%,管径150 mm,流量60 m3/h的工况条件下,水淬渣掺量40%时的管流阻力为2．46MPa/km,与全尾砂膏体管流阻力3．65 MPa/km相比,减阻率达32．6%,说明级配优化后膏体管流阻力明显降低。
%Aimed at the question of material ratio of cement paste backfilling (CPB),through analyzing the material composition of the internal structure in CPB,it was proposed that the larger aggregate packing degree is,the better paste flow;The Fuller theory was used to analyze the filling material gradation characteristics of a certain copper mine,and explore the rule of grading index n changing with material ratio. The slump test and rheological experiments of CPB were carried out, and Buckingham formula was adopted to calculate the pipe flow resistance. The results showed that the aggregate packing degree is larger and is most favorable for pipeline transport,when the material ratio with unclassified tailings of water quenching slag as 3of 2. The pipe flow resistance was 2. 46 MPa/km under the conditions of mass fraction 72%,pipe diameter of 150 mm,flow rate of 60m3/h and water quenching slag content 40%. By contrast with the pipe flow resistance of unclassifiedtailings 3. 65 MPa/km,its drag reduction efficiency reached 32. 6% in pipeline transport. That illustrated that the paste pipe flow resistance is reduced obviously after gradation optimization.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】5页(P40-44)【关键词】膏体充填;物料级配;密实度;Fuller曲线;管流阻力【作者】刘晓辉;苏先锋;黄明清;谭伟【作者单位】北京金诚信矿山技术研究院有限公司，北京101500;北京金诚信矿山技术研究院有限公司，北京101500;北京金诚信矿山技术研究院有限公司，北京101500;北京金诚信矿山技术研究院有限公司，北京101500【正文语种】中文【中图分类】TD853.34近年来，膏体充填技术以其尾砂利用率大、地压控制效果好以及综合运营成本低等方面的显著优势，在矿山应用比重逐渐加大。
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塌落度 / cm 81 7 201 1 231 2 251 4 261 1 271 5 271 8 81 8 201 1 241 0 251 4 261 3 271 0 271 7 131 8 211 6 241 5 261 4 261 6 261 9 271 4
稠度 / cm 61 45 81 5 91 9 111 34 121 07 121 45 121 57 71 25 81 83 91 82 111 57 121 2 121 61 121 62 71 73 91 2 101 75 111 85 121 47 121 55 12测仪器
在利用砂浆稠度仪完成各浓度不同配比实验 后 , 从获得的大量数据分析发现 : 用砂浆稠度仪测 得的数值以浓度 (同种骨料2灰砂比) 为自变量 , 有很好的规律性 ; 在面对极端或临界情况时 , 会存 在明显的测量误差 , 如质量浓度在 84 %、全尾砂2 水淬渣比为 75 ∶25 、灰砂比为 1 ∶4 时 , 砂浆表面 就难以抚平 , 若强行抚平势必影响测量的准确性 , 多次测试结果存在明显的偏差 ; 又如质量浓度在 76 %、全尾砂2水淬渣比为 50 ∶50 、灰砂比为 1 ∶ 12 时 , 由于水淬渣所占的比例大 , 且粒径分布不 均匀 、保水性差 , 实验过程中甚至会出现浆体溅 出 , 实验结果偏差明显偏大 。从一系列实验后所得 数据经分析发现 , 用砂浆稠度仪测量稠度值在 71 5 ～12 cm之间的浆体非常理想 , 3 次测量结果之间 的偏差很小 。 11 3 分层度测试
泌水率是指让浆体静置 60 分钟后 , 泌出的清 水与浆体含水总量之比即为泌水率 。泌水率用量杯 测定 , 实验中先将搅拌均匀的全尾砂2水淬渣浆体 盛入量杯 , 用天平测其砂浆重量 M , 并换算出其 中水的含量 M (1 - r) , r 为料浆的质量浓度 ; 静 置 60 分钟后 , 用合理的泌水工具将砂浆表面清水 缓缓吸出 , 测出清水质量 W , 泌出清水与浆体含 水总量之比即为泌水率 R = W/ M (1 - r) , 一般同 时用 3 个量杯测试后取平均值 。经实验表明泌水率 明显与浆体浓度 、骨料比 、水灰比等因素密切相 关 。实验取得的数据除个别点离散外 , 但总体趋势 有规律 , 说明测试结果具有较好的参考价值 。
33
分层度是指构成膏体充填料的固体颗粒之间产 生了相对运动 , 导致了固体颗粒在垂直断面上分布 不均匀性 。分层度用砂浆稠度仪和砂浆分层度仪联 合进行测定 , 其基本结构如图 4 所示 。分层度的检 测方法 : 1) 用砂浆稠度仪检测搅拌均匀的浆体的 稠度 C1 ; 2) 将搅拌均匀的浆体装满分层度桶中并 静置 30 分钟 , 让砂浆离析分层 ; 3) 将分层度桶上 部的砂浆去除 , 取其下部砂浆 , 测其再次搅拌均匀 后的稠度 C2 。C1 与 C2 之差就是分层度 F 。实验 按照规定的方法配合分层度检测仪器完成了各种不 同配比浆体的测试 , 但实验结果的规律性并没有想 象中的合理 , 由于是两种仪器联合测试 , 给实验的 操作增添了难度 , 对实验也需要更高的要求 。实验 表明 , C1 与 C2 的差值不大 , 实验结果中没有出现 分层度太大 (10 mm) 的情况 ; 同时实验发现 30 分钟的静置标准对质量浓度相对较高的全尾砂2水 淬渣浆体效果不佳 ; C1 和 C2 在用砂浆稠度仪测试 稠度时都有存在误差的可能 , 误差的叠加影响了分 层度测试的准确性 , 如某些结果显示没有出现分 层 , 或测值为负 , 这种情况显然是由于操作误差引 起的 , 证明砂浆稠度仪和分层度仪联合进行测定分 层度的实验操作易产生误差 , 数据结果不精确 , 曲 线图也明显显示出波动和离散 。 11 4 泌水率测试
灰砂比
1 ∶4 1 ∶4 1 ∶4 1 ∶4 1 ∶4 1 ∶4 1 ∶4 1 ∶8 1 ∶8 1 ∶8 1 ∶8 1 ∶8 1 ∶8 1 ∶8 1 ∶12 1 ∶12 1 ∶12 1 ∶12 1 ∶12 1 ∶12 1 ∶12
浓度 ( %) 82 81 80 79 78 77 76 82 81 80 79 78 77 76 82 81 80 79 78 77 76
2 实验案例分析
根据在云南某矿所进行的实验 , 选取了全尾砂 与水淬渣之比为 75 ∶25 , 灰砂比为 1 ∶4 、1 ∶8 、1 ∶12 , 质量浓度 76 %～82 %的一组实验数据 , 如 表 1 和图 5 所示 。
表
1
全尾砂与水淬渣之比
75
∶25
、质量浓度
76 %～82 % , 3 种灰砂比的实验数据
关键词 : 膏体 ; 性能参数 ; 测试方法 中图分类号 : TD 8231 71 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 - 8550 (2007) 01 - 0031 - 04
0 引言
云南某矿是探 、采 、选 、冶大型联合企业 , 是 我国重要的铅 、锌 、锗基地 。在 50 多年的生产过 程中 , 矿山积存了 60 多万吨的选矿尾砂和 100 多 万吨炼铅水淬渣 , 而且尾砂和水淬渣每年仍大量排 放并积存[1] 。由于大量的工业废物在地表堆存 , 既 占用了土地又对环境造成污染 ; 加上深部矿体有矿 岩破碎 、原岩应力大和存在岩爆的可能 。
稠度又叫流动度 , 表示浆体以胶质体的形态流 动 。浆体稠度测试采用砂浆稠度仪 , 其基本构造如 图 3 所示 。将充分搅拌后的全尾砂2水淬渣浆体按 规定的方法装入盛料容器 , 矫正好试锥和齿条测 杆 , 然后打开制动螺丝让试锥落于浆体 , 此时刻度 盘上的值与实验前在刻度盘上值的差就是测得的稠 度 。为了更好地配合砂浆稠度仪的测量 , 实验时注 意以下环节 : 在盛料容器内让砂浆表面低于该容器
32
矿 业 工 程 第 5 卷 第 1 期
要包括 : CaO 、MgO 、SiO2 、Al2 O3 、S、Pb 、Zn 、 TFe , 其中 CaO 含量约 30 %、MgO 约 10 % ; 炼铅 厂的水淬渣其加权平均粒径为1 6001 05μm , 实验 测得化学成分包括 : Fe2 O3 、SiO2 、CaO 、Al2 O3 、 MgO 、S , 其中 Fe2 O3 、SiO2 分别占 1/ 3 , CaO 在 15 %左右 。两种骨料经过脱水 、晒干再用烘箱检验 以控制含水率在 1 ‰供实验采用 , 胶结材料选用 425 # 普通硅酸盐水泥 。
该矿采用全尾砂和水淬渣为骨料 、水泥为主要 胶结材料 , 加水所配置不同要求的浆体 。不是所有 的浆体都能成为膏体 , 只有当物料级配满足一定条 件时 , 才能通过浓度改变转变成膏体 。膏体具有稳 定 、流动和可塑性 ; 将符合要求的膏体在外力 (重 力 、泵压等) 的作用下沿着管道输入采空区完成充 填称为膏体充填[2] 。其具有水泥的消耗量少 、充填 体强度和质量可靠 、膏体可输和无需脱水 、解决环 境问题等诸多优点 。正因为膏体充填的广泛应用前 景 , 结合该矿实际情况对深部矿体开采采用上 (下) 向进路胶结充填采矿法 , 目前正在建设全尾 砂2水淬渣膏体泵送充填系统[3] 。该技术在我国经 过十几年的发展 , 现已有几座矿山建成了膏体泵送 充填系统 , 但各矿山的具体情况并不相同 , 膏体充 填材料性能特征的检测方法和判别指标有多种 : 有 采用浓度 、塌落度和饱和度作为指标的 ; 有采用工 作度 (黏度 、屈服应力) 、稠度和结构指数作为指 标的 ; 还有的用雷诺数作为指标等[2] 。这些都是在
对全尾砂2水淬渣浆体塌落度的测试选择混凝 土实验中常用的塌落度桶为主要测量仪器 , 为无 顶 、无底 铁 皮 筒 ( 如 图 1) 。实 验 按 照 质 量 浓 度 76 %～84 %、不同的骨料比 、灰砂比分别配制浆 体 , 将配制后的浆体拌和物按规定方法装入桶内 , 捣实刮平 , 垂直向上将筒提起 , 浆体拌和物因自重 将产生塌落现象 , 量出筒上截面与塌落浆体最高点 之间的高度 。为了减少各种误差 , 实验过程遵循了 下述要求 : 在装满浆体的塌落度桶内 , 排除桶内的 空气 , 避免气泡夹杂在浆体中 ; 在必要的情况下敲 击垫在桶下的钢板 , 在振动下让浆体自然捣实 , 高 出上截面的浆体用滑铲轻轻地刮平 ; 拔桶的时候速 度 、力度 、方向都要很好地控制 ; 同种情况下的浆 体一般测试至少 3 次 ; 实验中对浆体选取了更宽范 围的质量浓度范围 (76 %～84 %) 、骨料比 、灰砂 比覆盖并超过了膏体的范畴 , 以便获得更多的参考 数据供分析 。
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2007 年第 1 期 邹 辉等 全尾砂2水淬渣膏体性能参数测试方法研究
表面1 cm , 并在 10 秒内完成测定试锥的下沉深度 ; 由于稠度仪在多次测量后有可能移位或吻合不好 , 所以每次实验前必须校正实验台 , 让砂浆面与盛料 容器面平行 、试锥的尖部指在盛料容器内砂浆表面 的中心 ; 试锥的清洗 、制动螺丝的打开 、滑杆的矫 正和读数等都应由有经验的人员完成 , 测定结果应 经过 3 次或更多次后取平均值 。
第5卷 2007
第 年2
1期 月
矿 业 工 程
Mining Engineering
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全尾砂2水淬渣膏体性能参数测试方法研究
邹 辉 李向阳 钟永明
(南华大学 , 湖南 衡阳 421001)
摘要 : 云南某矿正在建设的一套全尾砂2水淬渣膏体泵送充填系统 , 在其初期建设阶段进行了配制实 验 , 实验中选用了几种常规仪器对膏体主要性能参数进行了测试并分析了测试结果 , 根据分析结果以检验 这些仪器在膏体配制实验中的适用性和准确性 。
经过大量实验验证了塌落度桶的效果 , 在测得 所有质量浓度下不同配比浆体的塌落度后 , 塌落度 直观上看会表现出 3 种常见的情况 , 如图 2 。从所 获得的数据来看 , 不论横向还是纵向都具有规律 性 , 只是某些情况下明显或规律性不强 , 塌落度桶 对数值范围在 100～250 mm的测量准确 、误差很 小 , 这些浆体也基本符合所要求的膏体特征 , 而在 这个范围以外 (低于100 mm和高于250 mm) , 塌 落度桶一般误差较大 、几乎没有参考意义 。 11 2 稠度测试