司家营铁矿嗣后充填全尾砂胶凝材料激发剂配比优化决策.pdf

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1、文章编号：i007—046X(2014)05—0036—03生态建材司家营铁矿嗣后充填全尾砂胶凝材料激发剂配比优化决策OptimizedMaking-DecisiononActivatorRatiosofFull-Tailing-SandCementforSubsequentFillingMininginSijiayingIronMine苏维军1，杨志强1,2，高谦(1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；2金川集团股份有限公司，甘肃金昌737100)摘要：在探索试验和净浆试验的基础上，针对司家营矿山

2、嗣后充填开采条件以及全尾砂物化特性，开展了大量的全尾砂新型充填胶凝材料激发剂配比试验研究。在此基础上，利用DPS数据分析系统对试验数据进行统计分析和配比优化，由此建立了新型充填胶凝材料的胶砂充填体强度与激发剂配比之间的函数关系，揭示了胶结充填体强度与激发剂材料掺量的变化规律，确定了满足司家营铁矿阶段嗣后充填法开采充填体强度要求的新型胶凝材料激发剂最优配方，为司家营铁矿安全、高效和环保充填法开采，提供了低成本和高强度的新型充填胶凝材料，也为大型贫铁矿的充填法开采探索出一条途径。关键词：新型胶凝材料：胶砂试验；激发剂；最优配方中图分类号

3、：TU528．53文献标志码：A0前言激发剂配方方案，与32．5水泥胶凝材料相比，胶砂比是1：5和1：8的28d的新型胶凝材料的充填体强度，分传统的充填法采矿中普遍使用水泥作为胶结剂。一方别是水泥材料的5倍和8倍左右。面，由于全尾砂中含有大量细泥，采用水泥作为胶结剂的全尾砂胶结充填体强度低；另一方面，水泥成本较高，从1试验而使铁矿充填法开采的采矿经济效益面临严峻挑战I1_3_。所以，大部分矿山采用分级尾砂或与其他充填料混合充填。1．1试验材料但这又增加了充填工艺处理细泥的困难。因此，开展低成本次试验主要材料有唐山唐龙新型建材有限公司

4、的本和高强度的适应铁矿全尾砂充填料的新型胶凝材料的研$95级矿渣微粉、唐山陡河电厂的二水脱硫石膏、滦县当究开发与应用显得至关重要。大量试验研究表明，基于水地生产的普通建筑石灰、冀东水泥以及司家营铁矿全尾砂。淬渣开发的新型胶凝材料不仅适应含泥量较高的充填材料，所用材料的粒径分析结果如表1所示。而且能够提高充填体强度，降低水灰比，提高经济效益【4_7]。表1充填材料粒度测试结果而新型充填胶凝材料的全尾砂充填体强度取决于胶凝材料激发剂的种类和配比。本文根据司家营铁矿采用的嗣后充填采矿法对28d充填体强度的要求，以司家营铁矿全尾砂作为充填料

5、，采用石膏和石灰作为主要激发剂，进行不同配比的全尾砂充填料的胶砂试验，并与水泥进行了对比试验。在此基础上，对试验数据的统计分析，并利用DPS数据分析系统建立28d强度与激发剂配比的回归方程，确1．2试验实施定了新型胶凝材料激发剂的最优配方。试验表明，采用该由于此次试验的目的在于寻求激发剂的最佳配比，考国家高技术研究发展计划(863计划)(编号：SS2012AA062405)36CoALAsH5／2014虑到砂浆浓度和灰砂比对其材料的配比选择影响不大，所2试验结果分析以在此确定试验的胶砂比为1：5和1：8两种，在砂浆浓度为68％的条件

6、下，进行不同激发剂配比的胶砂试验研究。2．1新型胶凝材料与水泥强度对比分析试验按照国标GB177—1985《水泥胶re3,~Ty法》进行，根据试验结果分析，表3分别给出了胶砂比为1：5和使用水泥胶砂搅拌机，将胶凝材料、水、全尾砂搅拌180s1：8条件下新型胶凝材料前十组最优配比方案平均强度值、制成胶砂，将其倒入7．07cm×7．07cmX7．07cm三联试水泥强度值以及两者的比值。模中；然后立即用水泥胶砂试体成型振实台进行振实成型，表3最优配比方案平均强度值以及与水泥的对比将做好编号的三联试模放人温度为(20±1)℃，湿度≥90％的

7、标准恒温恒湿养护箱中标准养护48h，再进行脱模、编号；然后继续放养护箱养护，直至达到养护期龄；最后参照GB／T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法》，在SANS数显固定位移压力机上分别测试试块3d、7d、28d的单轴抗压强度作为评价指标。1．3试验结果此次共进行56组试验，选择强度较高的前10组试验方案进行分析(见表2)。以上试验结果表明，胶砂比为1：5的试验方案中的最优配方，28d的单轴抗压强度最高达到7．24MPa，10组方表2最优配比方案的试验结果案的3d、7d和28d的平均值分别是水泥的5倍左右，而胶砂比为1：8的试验

8、方案中的最优配方，28d的单轴抗压强度最大达到3．38MPa；10组方案的3d、7d和28d的平均值分别达到水泥的6倍左右。显然，与水泥胶凝材料相比，以石膏、石灰为主要激发剂基于水淬渣开发的新型胶凝材料更适合含泥量较大的司家营全尾砂。