尾砂胶结充填应用粉煤灰的机理及试验研究

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矿山尾砂充填探索

而体积浓度则主要取决于颗粒大小与组成。胶凝材料主要是水泥或其替代品，如矿渣、干排粉煤灰等工业废渣。
借助管道输送其质量浓度为 70%~75% 及体积浓度为 43%~50%，充填倍线为 3~4，采场脱水量为 3%~6%。
1.3 膏体泵送胶结充填
充填骨料有全尾砂、帮磨砂、粉煤灰、普通硅酸盐水泥、磨碎炉渣等。配制的充填料浆浓度为 75%~80%，塌落度为 20cm 左右，充填采场的脱水量几乎为零。这种浓度的充填料浆成为膏体，其自流输送困难，一般需要泵送。
根据吴庄铁矿现有条件，按骨料不同有两个充填方案可供选择。一是废石胶结充填；二是尾砂胶结充填。排土场废石需要破碎筛分，向井下输送还需要打深至少 370m 直径 3m 的废石溜井或在地面建混凝土搅拌站；而尾砂不需要加工筛分只需要送至充填站。与尾砂相比，废石还可以作为建筑材料，所以确定采用尾砂充填方案。
征；三是采场充填接顶效果或充填率；四是采场脱水率要小。
充填强度大小取决于灰砂比和灰水比（或砂浆浓度）两个参
数，灰砂比和灰水比越大，则强度越高，但是灰砂比和灰水比愈高，
管道输送越困难，采场充填率低，接顶效果差。
从充填体强度、输送、脱水率等方面综合考虑，决定采用
68%~73%。
浓度全尾砂胶结充填方案和工艺，其特点是：充填体内粒级
分布均匀，水泥分布均匀，充填体整体性好、稳定性高；在胶结
过程中具有泌水密实作用，泌水率仅 3%~5%，料浆中多余的水浮
在充填体表面，通过悬挂在采场顶板的脱水管排出采场挡墙外水
沟内；具有初始强度，2 天 ~3 天即凝固。
砂浆浓度
料浆浓度
单轴抗压强度

粉煤灰基胶结充填材料试验研究

已被胶凝包裹。最后，按配方比例在桃山矿井下采空区进行充填工业试验，该材料虽掺入大量粉
煤灰但仍能适应井下环境，具有快凝、早强、接顶率高等特点。
关键词：充填材料；粉煤灰；活化剂中图分类号：ＴＤ８２３文献标志码：Ａ
（ＭｉｎｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｉｌｏｎｇ￣ｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００２２，Ｃｈｉｎａ）
煤灰、水搅拌陈放４～８ｈ后，能有效激发组分配方中粉煤灰的早期活性，活化后粉煤灰掺入组分配比后得到水灰比接近１：１，粉煤灰占充填材料固体质量８０％以上，８ｈ抗压强度大于Ｏ．８ＭＰａ，
Ｊｕ１．２Ｏ１５
ＤＯＩ：１０．１３８００／ｊ．ｃｎｋｉ．ｘ￣ａｘｘｂ．２０１５．０４１２文章编号：１６７２— ９３１５（２０１５）４— ０４７０３— ０７
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
粉煤灰基胶结充填材料试验研究
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄａｔｔｈｅｈｉｇｈｐｒｉｃｅｏｆｂｅｔｔｅｒｃｅｍｅｎｔｉｎｇｉｌｆｌｉｎｇｍａｔｅｉａｒｌｉｎｔｈｅｍｉｎｅ，ｔｈｅｐａｐｅｒｇｏｔｔｈｅｂｅｓｔｒａｔｉｏｏｆｌｙｆ－ａｓｈｗｉｔｈｏｕｔａｃｔｉｖａｔｉｏｎｂｙｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔ，ｔｈｅｎｆｏｕｎｄａａｃｔｉｖａｔｏｒｆｏｒｆｌｙ－ａｓｈｂｙｃｏｍｐａｒ－ａｔｉｖｅｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔ．ｗｈｉｃｈｍｉｘｅｄｗｉｔｈｌｆｙ— ａｓｈａｎｄｗａｔｅｒａｆｔｅｒ４ｈｏｕＩ＿ｓｔｏ８ｈｏｕｒｓｃａｎｅｘｃｉｔｅｔｈｅｅａｒｌｙａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｌｙｆａｓｈｅｆｉｃｆｉｅｎｔｌｙ．ＷｈｅｎｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｅｄｌｆｙａｓｈｗｏｕｌｄｂｅｍｉｘｅｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ．ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｆｏｒｍｕｌａｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｔｈａｔｔｈｅｗａｔｅｒ－ｓｏｌｉｄｒａｔｉｏａｐｐｒｏａｃｈｅｄｔｏ１ａｎｄｌｙｆａｓｈａｃｃｏｕｎｔｅｄｏｒｆｏｖｅｒ８０％ｏｆｓｏｌｉｄｍａｓｓｉｎｉｌｆｌｉｎｇｍａｔｅｉａｒｌ；ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｍｏｒｅｔｈａｎ０．８ＭＰａｆｔａｅｒ８ｈ，ｍｏｒｅｈａｔｎ３

全尾砂胶结充填实验方案

1 实验目的本次试验通过采用尾砂和水泥等作为充填骨料，测试充填试块的固结特性、强度指标等，以检测充填体是否满足回采强度和相关工艺要求，以此确定金鑫金矿实验采空区回采残矿要求的充填材料及其控制参数等。

2 取样本次试验根据实验目的，主要采用的试验材料为尾砂、水泥以及水等。

为了符合实际，本次试验所用尾砂从金鑫金矿现场获取，托运至实验室进行试验，可确保所得数据与矿山实际相符。

具体材料包括以下几种：（1）骨料原料：主要为选矿全尾砂。

（2）胶结材料：普通32.5水泥。

（3）水：采用自来水。

4、主要试验内容根据试验目的，确定本次试验主要内容为：1）尾砂物理力学性质及化学成分测定（1）测定金鑫金矿尾砂原料的物理力学性能，主要包括比重、容重、含水率、孔隙率、自然安息角和渗透系数等；（2）测定并分析尾砂的化学成分；（3）测定尾砂的粒级组成；（4）测定尾砂的压缩系数和压缩模量。

2）充填料配比试验（1）尾砂添加水泥后的固结特性研究，选取至少2个不同浓度和3个不同灰砂比的组方进行试验（2）根据试验结果推荐尾砂充所需的充填材料配比参数。

4、技术指标和参数试验得到以下指标和参数：（1）尾砂原料的基本物理力学参数，主要包括比重、含水率、密度、孔隙率、休止角和渗透系数等；（2）尾砂的粒级组成；（3）各组方充填料的比重、含水率等；（4）不同养护龄期（7d、28d、60d）下的各组方的充填体单轴抗压强度、弹性模量等；（5）充填体不同养护龄期（7d、28d、60d）劈裂强度，计算其内摩擦角和粘结力，并绘制莫尔应力圆。

5 试验方法和方案本实验主要是在对尾砂进行物理力学性能测定和化学成分分析的基础上，选择不同充填配比进行室内充填体试块制作，测定其养护期为7d、28d、60d充填体单轴抗压强度和典型试块的7d、28d、60d劈裂强度，绘制摩尔圆，并求解内摩擦角及粘结力。

在得到以上物理化学性质分析结果和强度试验等结果后，对其进行技术经济分析，推荐尾砂材料充填所需的充填材料配比参数。

脱硫石膏粉煤灰胶结全尾砂充填的试验研究

脱硫石膏粉煤灰胶结全尾砂充填的试验研究陈云嫩　梁礼明(南方冶金学院) 摘　要:针对矿山胶结充填成本高、强度低等情况,本文以脱硫石膏作为粉煤灰的激发剂,试验研究了一种新型充填胶结料,它具有成本低、后期强度高等优点。

关键词:脱硫石膏　粉煤灰　胶结充填陈云嫩　硕士　讲师　江西赣州　341000 随着采矿量的大量增加和充填采矿法显著的技术特点,充填采矿方法的使用比重一直处于上升趋势。

为了获得良好的充填质量,许多矿山使用水泥作为充填胶结料。

长期以来,大量的井下采空区充填需要消耗数以万吨计的水泥,据统计,充填成本占采矿成本的1/3左右,充填成本中充填材料又占80%以上,昂贵的充填成本不仅给矿山造成很大的经济压力,而且严重制约了充填采矿技术的使用和发展。

采用新工艺新技术,在不降低充填体强度的情况下,降低水泥单耗量或寻求水泥代用品,是充填技术的主攻方向。

通过分析脱硫石膏、粉煤灰及尾砂的化学成分,本文以全尾砂做充填骨料,脱硫石膏和粉煤灰为主要胶结料进行了试验研究。

1　脱硫石膏、粉煤灰及尾砂的化学成分分析以某热电厂脱硫石膏为例,脱硫石膏的主要成分是结晶硫酸钙,颜色微黄,含1510%～1614%的游离水及5%～10%的杂质(主要是脱硫过程中过量的碳酸钙)。

通过对脱硫石膏与天然石膏的化学组成比较(表1)可知,脱硫石膏与天然石膏的化学成分和矿物组成基本相似,其酸碱度与天然石膏相当,呈中性或略偏碱。

粉煤灰是具有一定活性的火山灰质材料,用电子探针测得其主要化学成分(表1)。

从化学成分来看,粉煤灰属于CaO —Al 2O 3—SiO 2系,其活性主要由SiO 2和Al 2O 3的含量决定。

表1脱硫石膏与天然石膏化学组成对比名称S iO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO M gO S O 3脱硫石膏41452186016031148018637140天然石膏31491104013030145318037130粉煤灰64191271990117418101030163某矿尾砂201062108361551118911190195 分析表1可以发现: (1)粉煤灰中SiO 2、Al 2O 3含量分别是64191%和27199%,具有一定的潜在胶凝性能,可以用来作为水泥的代用品。

粉煤灰作为水泥替代品用于胶结充填的试验研究

粉煤灰作为水泥替代品用于胶结充填的试验研究胡家国,古德生(中南大学,湖南长沙410083)摘要:文章针对粉煤灰因含有潜在胶凝活性,可以开发成为一种来源广、价格低廉的充填胶凝材料的特点,进行了多方面的研究。

研究结果为进一步综合利用人工火山灰( 包括粉煤灰、冶炼炉渣等) 奠定了基础,为电厂粉煤灰这一工业固体废料的综合利用开辟了新的途经,可获得显著的经济效益和社会效益。

关键词:粉煤灰;胶结充填;胶凝剂;试验研究中图分类号: TD853 . 34 + 3 文献标识码:AAn E xp erim ental Study on Consol i d ated Fill i ng U sing F ly Ash a s A R ep lace m ent f or Ce m entHU J i a2g u o , GU De2s hen g( C ent r al So u t h U n iversit y , Changsha , Hunan 410083 ,China)Abstract :A deep and t h o r o u gh insight is made into t h e potent gelatinizing activit y of fly ash w h ich may be t u r n ed into a co n solidating agent fo r filling wit h goo d availabilit y and l ow co s t .The research result s have laid a fo u ndati o n fo r co m p r ehensive utilizat i o n of ”a rti f icial volcanic ash ( i ncluding fly ash and smelter slag etc. ) ”. This offers a new app r oach to co m p rehensive utilizat i o n of t h e indust r ial solid waste f r o m power plant s and will surely yield re mar kable social and eco n o m ical p rofit s.K ey Words :Fly ash ,C o n solidated filling ,C o n solidating agent , Ex perimental St u dy如何降低充填成本,是使用胶结充填采矿法的矿山亟待解决的问题之一。

粉煤灰基胶结充填材料基本性能的实验研究

ｔｅｒｉａｌｅｘｈｉｂｉｔｓｔｈｅｐｅｆｒｏｍａｒｎｃｅｏｆｑｕｉｃｋ — ｓｅｔｔｉｎｇ，ｅａｒｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｇｏｏｄｌｆｕｉｄｉｔｙ；ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｉｆｌｌｉｎｇｈｅｉｇｈｔ
第２５卷
第４期
黑
龙
江
科
技
大
学
学
报
Ｖｏ１．２５Ｎｏ．４
２０１５年７月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＣＨＥＮＷｅｉｘｉｎ，ＬＩＦｅｎｇｙｉ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００２２，Ｃｈｉｎａ）
ｍｅａｎｓｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｏｐａｎｄｂｏｔｔｏｍｏｆｉｌｆｌｉｎｇｂｏｄｙｉｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｅｔｔｉｎｇｔｉｍｅ；ｔｈｅｌｕｆｉｄｉｔｙｏｆｍｏｒｔａｒａｎｄｓｌｕｒｒｙｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏａｃｔｉｖａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｔｈｅｆｌｙａｓｈ；ｔｈｅｓｔｕｃｒｔｕｒｅｏｆｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅｉｓｌｉｎｋｅｄｔｏｔｈｅｐｉａｓｔｅｒｏｒｌｉｍｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｍａｔｅｒｉａ１．Ｔｈｅｂａｇａｎｄａｐｒｏｎｉｌｆｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｔｅｓｔｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅｍａｔｅｉａｒｌｉｓａｇｏａｆｉｌｆｌｉｎｇｍａｔｅｉａｒｌｏｆｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｓｈ－ｂａｓｅｄｃｅｍｅｎｔｉｆｌｌｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｆｌｕｉｄｉｔｙ；ｍｉｃｒｏｓｔｕｅｒｔｕｒｅ；ｇｏａｌ

粉煤灰作为充填胶结剂之探讨

第24卷第2期有色金属设计 V o l124N o12 1997 NON FERROU S　M ETAL S　D ES IGN 1997 粉煤灰作为充填胶结剂之探讨3过　江　彭续承(中南工业大学资源环境与建筑工程学院) 摘　要　针对粉煤灰具有一定胶凝作用的特点,进行了大量用其替代充填料浆中部分水泥的试验。

结果表明,粉煤灰可替代料浆中30%～60%的水泥,从而使粉煤灰成为矿山胶结充填可利用的一大资源。

关键词　粉煤灰　胶结充填　胶凝作用1　概述如何降低充填成本,是目前使用胶结充填采矿法的矿山亟待解决的问题之一。

据统计,采用胶结充填的矿山,其充填成本占总采矿成本的50%左右,其中水泥几乎占充填成本的一半。

因此,解决这一问题的关键是减少水泥的用量,寻求价格低、来源广的水泥替代品。

现在用作水泥替代品的主要原料是粉煤灰和炉渣。

本文将主要探讨用粉煤灰作为充填胶结剂的可行性。

我国是以火力发电为主的国家,每年粉煤灰的总排放量约为3000万t。

因此,综合利用粉煤灰是“利在当代,功在千秋”的大事。

在矿山充填中大量使用粉煤灰,则可为粉煤灰的综合利用开辟广阔的前景。

当前,金川矿区已进行了这方面的尝试,并取得了较大的成功。

2　反应机理简析粉煤灰作为一种胶凝掺合料用于混凝土中已有多年的历史,尤其是在混凝土结构中应用较广。

近几年建造的杨浦大桥、东方电视塔、南浦大桥、上海商城等高度在100m 以上的高层建筑均采用了粉煤灰混凝土结构。

这些工程的实践证明:在混凝土结构中掺加粉煤灰,不仅可以节约水泥,降低成本,而且能改善混凝土的性能,提高混凝土的后期强度,增加混凝土的密实性和抗渗性,提高混凝土的弹性模量和减少混凝土的干缩。

目前尚没有统一的理论解释粉煤灰的胶凝作用,但确认首先是水泥矿物成分的水化反应,然后是粉煤灰中的活性Si O2,A l2O3与水泥矿物水化所析出的Ca(OH)2相反应,生成胶状的水化硅酸钙和水化铝酸钙。

但由于粉煤灰的球形玻璃体比较稳定,表面又相当致密,不易水化,因此反应速度极慢。

铁矿全尾砂胶结充填技术研究

铁矿全尾砂胶结充填技术研究摘要分级尾砂充填系前些年采矿行业特别流行的一种矿山采空区充填技术，此技术的使用以对于矿山的开采而言起到了一定的促进作用，然而它给矿山开采带来了的不利影响也是不容忽视的。

为了更好地促进矿山行业的发展，相关人员对于矿山采空区充填技术进行了深入的研究及分析，最终提出了一种新型的矿山采空区充填技术——全尾砂胶结充填技术。

本文以全尾砂胶结充填为立足点，对其作用进行了深入的分析，并以山东金鼎矿业有限责任公司王旺庄铁矿为例对全尾砂胶结充填这一技术进行了全面的介绍。

关键词铁矿；全尾砂；胶结充填；技术多年前，人们在进行矿山采空区的充填时通常采用分级尾砂充填技术。

分级尾砂充填技术即对尾砂先实施分级脱泥处理，如此充填体料浆在流入采场后便可以进行更有效的脱水，当然充填体的强度也能够得到较好地增强，所以，分级尾砂充填这一技术在西方国家矿山开采方面得到了广泛的运用，然而此技术却导致了充填材料来源不足情况的出现，而且其生产出来的细泥尾砂也加大了堆坝的难度，增大了尾矿库的创建成本。

鉴于国民经济及技术的发展，全尾砂胶结充填这一全新的矿山充填技术便登上了历史的舞台。

全尾砂胶结充填系以未实施分级脱泥的全粒级尾砂充当充填材料，和适当比例的胶结材料及水混合，再经均匀混合之后注入井下采空区的一种新型充填技术。

它的出现对于采矿行业的发展而言起到了特别大的促进作用。

此种技术可以充分利用尾矿资源，达到铁矿无废开采的目的，当然它也是一种把尾砂当成远景资源埋藏在井下的技术。

待技术经济成熟时，我们又可以对那些被埋藏于地下的尾砂进行二次开采，以促进国民经济的增长。

1 全尾砂胶结充填技术概述全尾砂胶结充填系一种以物理化学及胶体化学为前提的矿山采空区充填技术，此种技术所使用的主要原料为尾砂浆，选择好原料之后，工作人员会使用浓密机及砂仓机对原料进行沉降及脱水，然后再把全尾砂与适当比例的水泥及水充分混合在一起通过相关的机器让其形成胶结充填料，最后再将能运送至采空区进行填充。

高浓度结构流全尾砂胶结充填实验研究与应用

一
２０ｍ以上矿段。初步设计生产能力为９０９万ｔａ／，根据矿
１概述
吴集铁矿（段）位于霍邱矿区南部，霍邱铁矿区分北布南北长约４ｍ，东西宽３８ｋ０ｋ～ｍ的范围内，截止２００２年全区铁矿石探明储量累计１．亿ｔ７２，远景储量为３Ｏ亿ｔ。
摘要：针对吴集铁矿矿床被约１０ｍ厚第四系岩石覆盖，采矿过程中地表不允许塌落，合理选择了阶４段空场嗣后充填法采矿，开展了低品位铁矿高浓度全尾砂结构流胶结充填实验研究并成功应用，取得良好
的经济和社会效益。关键词：结构流全尾砂胶结充填；充填体；强度；效益中圈分类号：Ｔ２．Ｄ８３７文献标识码：Ｂ文章编号：１７ — ８５（０１６００３６１５０２１）０ —０２ —０
终工业产品为单一优质铁精粉，铁精矿含铁６．。选矿６５工艺为三段一闭路流程，综合选比３７．。若选矿能力按处理１０万ｔａ模计算，则干抛尾矿比率为１，干抛尾０／规５矿量约１５万ｔ，人磨矿石量８５万ｔ，精矿年产量２８万ｔ，
同时全尾砂粒级较粗，一５一１ｚ及０／ｍ所占比例分别为
当超过７时，其坍落度（２ｍ，料浆流动性明显降低，４２ｃ

粉煤灰全尾砂胶结充填料研究

粉煤灰全尾砂胶结充填料研究王立宁;张闯【摘要】研究了以粉煤灰为主要组分的胶结充填料,得到粉煤灰作为胶结充填材料的最佳配合比,其强度和工作性能满足矿山开采充填使用要求.粉煤灰胶结充填材料的强度主要由以未反应的粉煤灰微粒为骨架,团簇状和无定形丝状凝胶类物质充填到骨架中,片状氢氧化钙和丝状物彼此交叉搭接,使得整个体系具有一定强度.【期刊名称】《粉煤灰综合利用》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】3页(P34-36)【关键词】粉煤灰;激发剂;充填料;强度【作者】王立宁;张闯【作者单位】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,北京100083;大庆油田工程有限公司环境监测评价技术研究所,黑龙江大庆163453【正文语种】中文【中图分类】TD853.34+3近三四十年来，胶结充填料因其能最大限度地回填各种复杂地质条件下的矿体而得到广泛应用。

但目前采用胶结充填法开采的地下矿山中，其充填成本约占采矿总成本的50%左右，其中水泥的使用成本就占到了充填成本的一半以上[1]。

粉煤灰是火力发电的产物，2009 年粉煤灰产生量为 3.75 亿 t[2]，2010 年预计产生量达4亿t，如何处理如此大量的粉煤灰是环境所面临的压力。

为了能降低胶结充填料的成本，同时又能大量利用粉煤灰，开展了粉煤灰和尾矿等废料作为矿井充填料的研究。

1 试验原材料和试验方法1.1 试验原材料(1)试验使用Ⅱ级粉煤灰，取自山东枣庄某电厂，化学成分见表1，XRD分析如图1。

可看出Ⅱ级粉煤灰的主要矿物相是石英、氧化钙、钙黄长石和硬石膏。

(2)脱硫石膏取自北京石景山电厂的湿法脱硫排出的工业废料，用李氏瓶法测得密度为2.35g/cm3，其主要化学组成是CaSO4·2H2O，也含少量的CaCO3和氯化物。

(3)试验所用的石灰为化学纯，CaO含量≥98%。

(4)尾矿渣为密云铁尾矿，化学成分见表1。

可以看出，尾矿渣的主要化学成分是SiO2、Al2O3和Fe2O3，SiO2达69.52%，属高硅型铁尾矿。

全尾砂胶结充填实验研究报告

浓度 (%)
（1）充填料浆的容重随着充填料浆的浓度增大，基 1:14
本呈线性增大；而灰砂比对全尾砂充填料浆的影响较小。
（2）全尾砂胶结充填料浆的容重在浓度为72%～78% 1:20
时，其容重基本在1810～2100kg/m³
浓度(%)
72% 74% 75% 76% 77% 78% 72% 74% 76% 78% 72% 74% 76% 78% 72% 74% 76% 78% 72% 74% 76% 78%
第三章全尾砂胶结充填试验结果研究分析
（3）全尾砂胶结充填的充填料浆坍落度，随水泥添加量的增大而增大。在荣达矿业的实际空区治理充填生产中水泥用量要适中，不能为节约成本而过度减少水泥用量。水泥用量小会造成料浆的和易性差，充填料浆的管道输送阻力过大，不易管道输送，易发生堵管、爆管，同时不利于对采空区的治理，可能会造成采空区的强度达不到设计要求。
不同配比的坍落度
1：4 1：8 1：12 1：14 1：20
78%
1：4
1：8
110
1：12
1：14
100
1：20
90
80
70
60
50
40
30
72%
74%
76%
78%
浓度 (（%）)
不同配比的扩展度
（1）全尾砂胶结充填料浆的坍落度和扩展度随着浓度的增大逐渐减
1:04 1:08 1:12
小，表明随着浓度增大其流动性、和易性逐渐减小。（2）用荣达矿业全尾制备的全尾砂胶结充填料浆的浓度超过78%后， 1:14
第二章全尾砂胶结充填的试验原理
2.5. 全尾砂胶结充填强度试验
第三章全尾砂胶结充填试验结果研究分析

超细全尾砂新型胶结充填料水化机理与性能

超细全尾砂新型胶结充填料水化机理与性能董璐;高谦;南世卿;杜聚强【摘要】Aimed at resolving high sediment percentage and low grain size of the mine backfilling materials, whole tailings backfilling materials were prepared with slag as the main component in cementitious according to the characteristics of filling. The hydration products and their microstructures of the samples were analyzed by XRD and SEM. The results show that this new backfilling overcomes technical problem of the cemented whole tailings backfilling materials, such as the low body strength, higher viscosity and cost mortar. The component strength of samples cured for 28 d is 5.30 MPa, which is 4.7 times cementitious materials and meets the requirements of materials for mine backfilling. The new backfilling materials have good liquidity, which can flow automatically. The main hydration products are ettringite and C-S-H gel. Ettringite microstructure characteristics for mesh or needle bar structure, which formed in the early hydration, are the main factors of high early strength. As hydration goes on, hydration products grow up, pores gradually are filled, the structure becomes denser, and thus processes good mechanical properties.%针对全尾砂含泥质量分数较高、粒度低的特点,根据充填体作用机理,实验制备出以水淬渣为主要胶凝组分的全尾砂胶结充填材料.利用X线(XRD)和扫描电镜(SEM)对该充填材料的水化产物和微观结构进行研究.研究结果表明:该新型充填料克服水泥全尾砂充填体强度低、充填砂浆黏度大以及成本高等技术难题,抗压强度R28=5.30 MPa是水泥胶结材料的4.7倍,满足矿山充填要求.所配制的充填料有良好的流动性,可以实现浆体自流输送.新型胶结材料的主导水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶.大量钙矾石在水化初期形成,是原材料具有较高早期强度的主要因素；钙矶石微观形貌特征为网状或针棒状结构,随着养护时间的增加,水化产物不断发育长大,孔隙逐渐被填充,浆体结构更加致密,具有良好的力学特性.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(044)004【总页数】7页(P1571-1577)【关键词】超细全尾砂;水淬渣;胶结;充填【作者】董璐;高谦;南世卿;杜聚强【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;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,北京,100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京,100083;河北钢铁集团矿业有限公司,河北唐山,063000;北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083;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,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TD853.3矿山充填技术是为了满足矿业开发的需要而逐步发展起来的。

尾砂胶结充填配比优化研究

ＡｂｓｔｒａｃｔＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｉｌｆｌｉｎｇｍａｔｅｒｉ —
ａｄｄｉｔｉｖｅ．
ＫｅｙｗｏｒｄｓＣｌａｓｓｉｉｅｆｄｔａｉｌｉｎｇｓ，Ｃｅｍｅｎｔｅｄｉｌｆｌｉｎｇｂｏｄｙ，Ｒａｔｉｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
随着经济技术的发展，人类对矿产资源的开发和
摘
要
根据矿山生产条件，结合充填材料基本参数，确定充填浓度和充填体所需强度，并对
充填配比进行了试验研究。结果表明：充填灰砂配比１：１０能够满足矿山生产需要；添加剂５０１可
以改善充填效果，有助于提高生产效率。
和复杂难采矿产资源逐渐成为人们开采的主要目标，
深部安全高效开采更受关注，合理的控制地压也越来越重要。三大采矿方法中，最有效的方法是充填法，
其对深部地压的控制、采空区的稳定维护和工作安全性的保障具有很大优势，加之国家对生态环境保护的
Ｓｅｒｉａ
矿
业
总第５３９期２０１４年３月第３期
Ｍａｒｃｈ．２０１４
Ｍ０ＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ

大掺量粉煤灰胶结充填料浆的胶结性能研究

（Ｍ）ｗａｓｄｔｔｄｈｉａｔｒｎｈｎｌｅｃｅｒｅｔａｆｅｔｄｔｅｃｍｐｅｓｖｔｅｇｈＲＳｓｕｅｏｓｕｙｔｅｍａｎｆｃｏｓａｄｔｅｉｆｕｎｅｄｇｅｈｔａｆｃｅｈｏｒｓｉｅｓｒｎｔ
ｍｅｔｎｉａｅｈｔｃｍｅｔｄｆｌｎａａｉｆｈｅｕｒｍｅｔｆｏｒｓｉｅｓｒｎｔｅｈｌｓｎｓｉｄｃｔｄｔａｅｎｅｉｉｇｃｎｓｔｙｔｅｒｑｉｅｎｍｐｅｓｖｔｅｇｈｗｈｎｔｅｆｙａｈｉｌｓｏｃｎａｇｅａｅｗａ０．Ｔｈｎｏｐｒｔｎｏａｌｇａｕｔｅｅｕｅｔｅｃｓｆｆｌｎｇｒｇｔｓ８ｅｉｃｒｏａｉｆｔｉｎｓｃｎｆｒｈｒｒｄｃｈｏｔｏｉｉｇ，ｉｒｖｈｈｏｏｉｌｍｐｏｅｔｅｒｅ —
ｏｅｅｔｄｂｉｓＲｈｅｏｇｃｌｏｒｉｓｗｅｅｃａａｔｒｚｄｂｙｕｓｎｓｕｍｐｔｓ．Ｔｈｅｕｌｅｆｃｍｎｅｏｄｅ．ｏｌｉａｐｒｐｅｔｅｒｈｒｃｅｉｅｉｇｌｅｔｅｒｓｔｏｆｘｐｅｉｒ—
Ｓｕｙｏｈｅｅｔｎｏｒｉｓｏｈａｋｆｌｉｇｔｄｎｔｅｃｍｎｉｇｐｒｐｅｔｅｆｔｅｂｃｉｌｎｍａｅｉｌｔｇｌｓｏｔｎｔｒａｓｗｉｈｈｉｈｆｙａｈｃｎｅｔ

粉煤灰在矿山胶结充填中的应用

江砂胺结充填系统的改造方案关鬟词：粉蝉灰肢结充填茅坑改造
１概述
粉煤灰是一种高度分散的玻璃球状微细颗粒集合体，是磨细的煤或粉煤燃烧后排放出来的固体废弃物。生产粉煤灰的锅炉，发电厂使用的煤粉炉和沸腾炉
表２
充填料粒级组成（％】
泥。胶结充填采用１６的灰砂配比，：浆体质量浓度在７％一７％之间。充填工艺采用地表造浆、０５管道输送，充填能力可达６～＇ｍ／，ｏ７］ｈ但该工艺在应用上主要存在５以下问题：江砂级配不合理， ① 充填时水泥离析严重，充填体强度偏低； ②水泥单耗高，充填成本居高不下； ③充填脱水困难。因此，开发粉煤灰在充填中应用，已是矿山当务之急。
克有０４～０５Ｍａ即使９ｄ的强度也仅为４强｛＂．Ｐ，／００
１２．Ｍ：，．～１１ｉ这主要是因为江砂粒级组成不合理，０３＇ａ．水泥离析严重所致。（）２通过掺人一定量粉煤灰的５组样分析比较，发现粉煤灰对提高充填体后期强度确有明显的作用，同
砂，其不同配比试验结果如表５所示。
表５粉煤灰、砂胶结充填配比试验结果尾
综合分析表４表５的试验结果．以得出如下结、可
论：
（）１尾砂胶结充填体强度明显优于江砂，在其它参数相同条件下．尾砂２ｄ强度要高出１．％，８５５即使１８０：的尾砂２ｄ强度也比其高６．％。８３７（）２掺入一定量的粉煤灰，同样也可提高充填体试块的后期强度，同一灰砂配比条件下，掺入一定量粉煤灰，可不同程度地增加２ｄ试块的强度，８但在灰砂比为１６：的条件下，掺Ａ一定量的粉煤灰，其最终强度（０）９ｄ增效不明显。（）３浆体浓度对充填体强度影响比较明显，同一灰砂配比条件下，浆体质量浓度每增加２个百分点．试块强度可增长１％左右，０特别是对提高前期（８）２ｄ前强度效果明显，这说明水份对充填体强度影响较大。（）：：煤灰尾胶充填试验仅测试了６％４１２８粉８浓度下的试块强度，在今后的生产实践中，应结合工艺特点，可能提高浆体浓度，尽可使充填体强度增加到２ＯＰ．Ｍａ以上．到矿床二步回采嗣后胶结充填达

粉煤灰基胶结充填采煤技术及应用

粉煤灰基胶结充填采煤技术及应用粉煤灰基胶结充填采煤技术是一种利用废弃物料粉煤灰为主要原料，通过掺加一定量胶结材料制备成一种具有一定强度和流动性的充填材料，用于采煤工作面采空区的填充技术。

粉煤灰是燃煤发电厂的废弃物料，其主要成分为氧化硅、氧化铁等矿物质，具有较高的胶凝活性和填充性能，可用于制备胶结充填料，达到资源综合利用的目的。

粉煤灰基胶结充填采煤技术在煤炭开采中具有重要的应用价值。

首先，通过采用充填技术填充采空区，可以减少矿井的开采压力，增加矿井的稳定性，提高煤层采出率，延长矿井寿命。

其次，粉煤灰基胶结充填材料具有良好的流动性和抗压强度，在充填过程中可充分填满采空区，有效支护煤体，提高煤矿安全生产水平。

此外，采用粉煤灰基胶结充填技术还可以减少矿井废弃物排放，降低环境污染，符合可持续发展理念。

粉煤灰基胶结充填采煤技术的应用需要注意一些关键技术问题。

首先，充填料的配方设计要合理，根据矿井地质条件和充填要求确定充填材料的配方比例，保证充填体的流动性和强度。

其次，充填工艺要可靠，包括充填料的制备、输送和灌注等工艺环节，要严格控制充填过程中的各项参数，确保充填体的质量。

另外，充填效果要进行监测和评价，通过检测充填体的强度和密实度等指标，评估充填效果，及时调整充填工艺，提高充填效率和质量。

粉煤灰基胶结充填采煤技术在国内外得到了广泛应用。

在中国，一些大型煤矿通过引进先进的充填设备和技术，实现了充填采煤工艺的自动化和智能化，提高了生产效率和安全水平。

在国外，一些发达国家也在煤矿生产中采用充填技术填充采空区，有效控制地表沉陷，减少环境影响，保护生态环境。

总的来说，粉煤灰基胶结充填采煤技术是一种环保、高效的采煤技术，有利于提高煤矿生产效率，保护环境，实现资源综合利用。

在今后的煤炭开采中，应进一步推广和应用这种先进的充填技术，促进煤炭行业的可持续发展。

探究矿渣胶凝材料胶结矿山尾砂充填性能及机理研究

世界有色金属 2021年 6月下198探究矿渣胶凝材料胶结矿山尾砂充填性能及机理研究荆晓东，桑发来，郭加仁（山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司，山东　烟台　２６１４４１）摘要：目前，我国很多矿山胶结充填过程中应用的胶凝材料都是水泥，这种胶结材料对于充填料的粒度要求较高，而且凝结的时间较长，成本较高。

而利用工业生产排放的矿渣进行矿山充填胶凝材料，不仅具有良好的效果，还能实现节能减排环保的目的。

本文就对矿渣胶凝材料胶结矿山尾砂充填性能及其机理进行了详细的探讨，仅供参考。

关键词：矿渣胶凝材料；矿山充填；尾砂；性能；机理中图分类号：Ｘ７０５文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２１）１２－０１９８－２Study on filling performance and mechanism of tailings cemented by slag cementitious materialJING Xiao-dong, SANG Fa-lai, GUO Jia-ren（Ｆｉｌｌｉｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｂｒａｎｃｈ　ｏｆ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｇｏｌｄ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｙａｎｔａｉ　２６１４４１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ，　ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｍａｎｙ　ｍｉｎｅｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｉｓ　ｃｅｍｅｎｔ，　ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ，　ｌｏｎｇｅｒ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈｅｒ　ｃｏｓｔ．　Ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｓｌａｇ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ　ｆｒｏｍ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｍｉｎｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ｅｆｆｅｃｔ，　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｃａｎ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ，　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔａｉｌｉｎｇｓ　ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｂｙ　ｓｌａｇ　ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ　ｆｏｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎｌｙ．Keywords: ｓｌａｇ　ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌ；　Ｍｉｎｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ；　Ｔａｉｌｉｎｇｓ；Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ在实际生活中，矿产资源是人类赖以生存和经济社会发展不可或缺的前提条件，而环境则是人们生活的家园。

水泥_粉煤灰_尾砂胶结充填料配比优化及特性研究

水泥 - 粉煤灰 - 尾砂胶结充填料配比优化及特性研究
胡家国 ,古德生 ,王新民
(中南大学 , 长沙 410083)
摘要 : 某矿山要求水泥 - 粉煤灰 - 尾砂胶结充填体的抗压强度在 210MPa 以上 ,并降低充填料成本。据此 ,通过大量试验 ,得出了充填料的最优配比 ;应用线性回归求出最优配比的线性回归方程 ;并对最优配比充填体特性进行了分析研究。结果表明 ,最优配比的充填料不但能满足充填体的强度要求 ,而且具有泌水率低、密度小、料浆不易离析的优点。关键词 : 粉煤灰 ; 胶结充填料 ; 最优配比 ; 回归分析中图分类号 : TD853134 + 3 文献标识码 : A
for cement filling wit h optimal proportion of raw material
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
3
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68
68
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2197
7 119459
0170
8 70 28 313322 2101
9 70 90 414998 3115
·9 ·
平均 67167 41167 312593 1173
将表 1 中有关数据整理成如表 2 所示的形式。将表 2 中有关数据代入式 (3) ,得 : b1 = 011068 , b2 = 018323 , b0 = - 812128 。将各系数回代式 (2) ,得 :

尾砂充填材料的制备及其固结特性的实验研究

尾砂充填材料的制备及其固结特性的实验研究发布时间：2021-05-14T02:07:40.364Z 来源：《中国科技人才》2021年第8期作者：崔哲森张启隆高聪[导读] 通过调查研究了解到，我国堆积尾矿总量达60余亿吨，且每年以８亿吨排放量递增。

辽宁科技大学矿业工程学院辽宁鞍山摘要：随着选矿技术提高，全尾砂组成中细颗粒含量比重增加，颗粒级配越来越细，导致充填材料制备时，颗粒比表面积变大，水化反应接触面变广，水化反应周期变长，对胶结充填体强度产生较大影响，针对上述问题，研究合适的全尾砂充填材料料浆制备方案，剖析胶结充填体固结特性研究，建立各个养护龄期充填体强度响应回归模型，有助于为现场充填配比设计提供参考。

关键词：充填率；固结特性；强度引言通过调查研究了解到，我国堆积尾矿总量达60余亿吨，且每年以８亿吨排放量递增。

大量尾矿的排放不仅造成环境、占用土地等问题，尾矿库长期堆存还给矿山安全埋下隐患。

尾矿固结排放工艺是近几年发展起来的新型尾矿处理方式，指选用高效的固结剂将选厂排放的全尾砂固结处理后，回填至矿山开采后形成的空区。

该技术不仅消除了传统尾矿库的溃坝隐患，且避免了尾砂遇水泥化崩溃及扬尘等问题，为尾矿复垦做好前期准备，是处理矿山工业排放物的有效途径。

1实验过程1.1实验材料1.1.1鞍山某铁矿尾砂骨料表1尾砂粒度分布1.1.2胶结材料全尾砂固结剂由普通硅酸盐水泥熟料、粉煤灰微粉、天然石膏、熟石灰、矿渣微粉配制而成。

1.2实验方法1.2.1响应曲面法（response surface methodology，RSM）是一种实验设计与数学模型相结合的基于统计学的实验条件寻优方法，实质上是运用近似函数来代替真实函数，探讨多个影响因素与响应输出之间的数学关系，通过一系列确定性试验，分析试验结果，进而优化实验配比，得到最优充填配比。

采用TYE-300D型水泥胶砂抗拆抗压试验机分别在7d、28d对全尾砂胶结试件进行单轴抗压强度测试。

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尾砂胶结充填的特点及尾砂胶结充填体强度分析
与建筑混凝土相比，矿山尾砂胶结充填体有三大显著特点：一是强度低，属于地质砂浆；二
是养护时间长，养护条件好；三是尾砂骨料颗粒小，比表面积大，孔隙多 % 尾砂胶结充填体实际是一种低标号（一般小于 9#$）混凝土，据统计，其强度一般 $%)1):;< ，属于地质砂浆 % 从力学作用分析，胶结充填体主要是支承部分地压应力、抵抗爆破震动与冲击，并要求稳固自立% 为节约胶结充填成本、避免矿柱尾砂混入矿石，阶段空场嗣后一次充填法一般将矿块划分为小尺寸矿柱和大尺寸矿房，二步骤开采，先采矿房两侧矿柱嗣后尾砂胶结充填并养护一定时间（由矿井生产能力、矿块布置及采准、切割、凿岩速度决定）后再回采矿房，这时矿柱尾砂胶结充填体才开始承受来自矿房爆破的冲击应力；又由于矿井内的温度一般都稳定在摄氏 #)= 以上且随采深增加，湿度一般也保持在 .$6 以上，因此，尾砂胶结充填体的养护条件不象建筑混凝土夏曝冬冻、风吹雨淋，这对尾砂胶结充填体强度增长极为有利 % 根据混凝土 4 砂浆强度理论与实践，混凝土强度主要取决于孔隙度、骨料强度、 9,>,? 凝胶强度及骨料与浆体间的界面粘结强度 % 尾砂胶结充填体在充分搅拌、均匀混合条件下，其骨料
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粉煤灰用于尾砂胶结充填的机理研究
粉煤灰是从煤粉炉排出的烟气中收集到的细颗粒粉末1+2% 粉煤灰的化学成分和矿物组分本次试验所用的粉煤灰的化学成分为： 345! ")%"’( 、 6-!5$ -’%$-( 、 78!5$ ’%)’( 、 905
烧失量 --%"&( ；矿物组分有： "%)*( 、 .:5 -%)*( 、 ;0!5 ,%!+( 、 <!5 ,%"$( 、 35$= 硫酸盐 >$%"$( 、石英、莫来石、云母、长石、磁铁矿、赤铁矿、石灰、氧化镁、硫化物及碳粒，其中主要是玻璃微殊、海绵状玻璃体、石英、氧化铁、碳粒、硫酸盐等 & 种% 胶凝性）的有益成分， 345!、 6-!5$、 78!5$ 被公认是粉煤灰火山灰活性（ 345!、 6-!5$ 是铝硅酸富铁微珠虽然自身活性较低，但有减水作用，对盐水泥的主要成分 % 低铁微珠具有较高的活性，强度、密实性、稳定性也有贡献 %905 虽然含量不多，但与 905 结合的富钙微珠则有较高的活性 % 有效碱（和硫酸盐（都具二重性：含量较低时是有益成分，有效碱能加速水泥 ;0!5、 <!5） 35$）的水化反应、激发粉煤灰化学活性、促进粉煤灰与 90=5?>! 的二次反应，硫酸盐能影响水泥的水化作用，尤其能提高尾砂胶结充填体早期强度（硫酸盐是早强剂的主要成分）；含量太高时则是有害成分，有效碱可能降低粉煤灰抑制碱@集料反应的能力甚至会加强碱@集料反应，硫酸盐则有可能生成破坏性的钙矾石，影响尾砂胶结充填体的后期强度 %.:5 和烧失量（主要是未燃尽的碳粒）是公认的有害的成分：从而引起尾砂胶结充填体膨 .:5 可能以方镁石的形态出现，胀破坏；未燃尽的碳粒则会降低尾砂胶结充填体的稳定性和密实性% 从矿物组分分析：粉煤灰中的活性矿物主要是玻璃微珠和海绵状玻璃体，石英在常温下的
试验指标极差分析结果
" A ./0 $%’"& !%"&-%&$’ B A ./0 -!-"%’ -,)+%, $$+%$ 9 A ./0 !%"*, -%)*,%’!’
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等力学指标的影响仅次于水泥，即水泥的影响最显著，粉煤灰次之，石灰最差；而对容重的影响则是粉煤灰最显著，水泥次之，说明粉煤灰对尾砂胶结充填体具有特殊的致密作用%
!
前
言
国内矿山胶结充填中，大都用尾砂作骨料、水泥为唯一胶凝剂，水泥用量一般 -$$1-($ 胶结充填成本占了采矿综合成本的很大比重，水泥费又占胶结充填成本的 "$61+$6 ， 23 4 5!，采矿工作者一直致力昂贵的胶结充填成本，严重制约了胶结充填采矿法的应用和发展 % 为此，于水泥代用品的研究 % 作者对尾砂胶结充填应用粉煤灰进行了多年的理论探索和试验研究7#1!8，并对粉煤灰的作用机理进行了探讨，得到了有益的结论%
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粉煤灰用于尾砂胶结充填的强度试验
配比试验（试验指标、试验因素及取值-%试验指标- 在充填采矿法中，无论是分层充填还是分段充 ,）
填都要求胶结充填体具有足够的自立性和一定的物理力学性能，以支承部分地压应力并抵抗选定单轴抗压强度（、、弹性模量（、粘聚力（、容爆破震动和冲击 - 据此， !） 5/> 抗剪强度（ "） %） &）重（等 / 个参数作为试验指标 -& 试验因素及取值 - 理论研究和生产实践表明：影响胶结充填 #）体力学性能的因素主要有胶结剂种类及其用量、充填浓度、粒级组成（级配）、养护条件等，尤以胶结剂及其用量影响最甚，但以增加水泥用量作为提高胶结充填体力学性能的唯一途径的做法显然是不经济的 - 本文应用粉煤灰、石灰双掺，达到减少水泥用量、降低尾砂胶结充填成本的目的 - 据此确定试验因素为： 50/6 普硅水泥用量（、粉煤灰掺量（、石灰掺 !,） !0）量（，因素水平及取值见表 ,!+）（试验及试验结果- 试验分制模和测试二步进行- 据 ?8++7 正交试验设计@5A，共进行 . 组试验 0）（充填浓度均为 13< ），每组
!"!
工业试验为了验证配比试验的正确性，在某矿山分段凿岩阶段矿房嗣后一次充填法矿柱充填中进
行了粉煤灰、石灰双掺的尾砂胶结充填工业试验，并对尾砂胶结充填体进行了强度测试和自立性观测% 工业试验的料浆浓度平均 &’%$( ，水泥用量 )%*+( ，粉煤灰用量 $,%,( ，石灰用量 -,%,( ，充填骨料为脱泥尾砂% 充填结束 $ 个月后，分别在放矿口密闭墙、堑沟拉底巷道、 ! 个分段凿岩巷道等 " 个不同地点进行了尾砂胶结充填体强度的取样测试，测得尾砂胶结充填体单轴抗压强度最小值平均 -%’$./0 ；相邻矿房进行了回采落矿，放矿期间，未见明显的尾砂胶结 -%++./0， & 个月后，充填体混杂物，放矿结束后，观测看到矿柱尾砂胶结充填体稳固壁立 %
第 -" 卷第 - 期 -$$! 年! 月
南方冶金学院学报
@ABCD*E AF >AB&?GCD HD>&H&B&G AF :G&*EEBCIJ
MNO%-"LDN%:<K % L- $ $!
尾砂胶结充填应用粉煤灰的机理及试验研究
饶运章
（南方冶金学院环境与建筑工程学院，江西赣州 !"#$$$ ）
行试验指标测试，测试结果见表 0（试验结果分析- 本 +）试验的目的只是为了验证粉煤灰对尾砂胶结充填体
浇注
表!
组号
试验指标测试结果
% ! "#$ ,230-3 ,/3/-5 ,0+1-+ ,+,0-. ,,+3-, ,3,0-/ ,003-/ ,,32-1 ,333-4 & ! "#$ ,-104 ,-+02 3-1,+ ,-,,1 3-4,/ 3-551 3-/50 3-53, 3-+/5
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南方冶金学院学报
"##$ 年 $ 月
火山灰性质不明显，莫来石是惰性成分，富铁微珠活性较低甚至惰性，适量的硫酸盐和有效碱有助于促进玻璃微珠的水化反应，碳粒根本不是火山灰物质 %
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粉煤灰的作用机理粉煤灰对增强尾砂胶结充填体强度的贡献包括活性胶凝作用、充填致密作用、稳定益化作
用、减水增强作用等&’()*% 水泥矿物以及 +,- 粉煤灰的活性胶凝作用 % 粉煤灰的活性主要是指火山灰物质参与石灰、硅酸盐水泥之间水化反应的能力% 粉煤灰活性包括火山灰活性和自硬性% 粉煤灰的火山灰反应是正比于玻璃微珠含量和水化速度的溶解反应% 反应初期，玻璃微珠吸收钙离子 + 主要是物理吸附 -，尔后，吸附在微珠表面的钙离子使微珠表面溶解，生成 .(/(0 凝胶；反应后期，钙离子继续通过微珠表层向粒芯扩散，水化反应逐渐深入到微珠内部，生成的对强度的贡献也就越来越明显 % 用于本次强度试验的粉煤灰之所以对 .(/(0 凝胶也逐渐增多，尾砂胶结充填体力学性能具有较显著的影响，正是由于其中含有较多的玻璃微珠，又使用了适量的水泥和石灰，因而具有较高的火山灰活性% 高钙粉煤灰由于具有水泥熟料的某些活性成分，不仅具有火山灰活性，而且具有自硬性 % 加水后，粉煤灰中的水泥活性成分就开始水化反应，玻璃相成分则与 .1+20-" 进行火山灰反应% 粉煤灰对尾砂胶结充填体容重具有最为显著的 +"-粉煤灰的充填致密作用 % 上述试验表明，影响，这是粉煤灰物理充填和活性充填共同作用的结果% 物理充填主要是微细的粉煤灰颗粒填充了尾砂胶结充填体中的孔隙，置换了孔隙中的空气，增加了尾砂胶结充填体的密实程度；化学充填主要指粉煤灰活性颗粒的水化反应，使粉煤灰玻璃微珠周围形成了水化凝胶网络（实际是微珠表面的水解层和凝胶沉淀层共同组成的“ 双膜层” ），胶合了粉煤灰颗粒与水泥浆体及骨料颗粒的界面，提高了集料界面的粘结强度，使浆体和集料界面起致密作用和排气作用%