辽宁某金矿全尾砂胶结充填材料配比试验研究.pdf

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第 33 卷第 26 期 V o1.33 N o .26 企 业 技 术 开 发 T E C H N O LO G IC A L D E V E L0 P M E N T O F E N T E R P R ISE 20 14 年 9 月 Sep .2 0 14 辽 宁某金矿全尾砂胶 结充填材料 配比试验 研 究 王 耀 ’,王谦源 ’,谷彦霖 ’,张春伟 (1.青 岛理工大学 工程力学系 ,山东 青岛 266500; 2.澳大利亚西悉 尼大学 基础工程 系,澳大利亚 悉尼 ) 摘 要:文章对该金矿进行 了全尾砂胶结充填材料 的配比试验研 究,针对影响充填材料强度的 因素 ,通过 大量试验 ,用回归方法分 析试验数据 。试验结果表 明,灰料 比和 浓度 对充填体试块抗压强度的影响显著。根据试验结果得 出的结论 :相 同浓度下 ,充填材料 试块强度随不 同灰料 比的 变化规律 ,不同灰料 比下 ,强度随浓度的 变化规律 以及水泥耗量 随浓度 的变化规律 ,对应关 系之 间的拟 合公式均能与实测值较好吻合 ,对实际工程 有一定 的参考价值。 关键词:胶 结充填材料 ;灰料 比;强度 ;回归分析 中图分类号:T D 853.34 文献标识码 :A 文章编号 :1006—8937 (20 14)26—0 174—03 1 充填方案选择与实验任务 2 全尾砂的基本特性分析 辽宁省该 金矿设计生产规模 为10.0万 ,选厂 目前 实际处 理矿石能力为500 t/d ,属小 型矿井 ,矿床为急倾斜矿床 ,所属矿 山为地下 开采 金矿矿 山,选矿方法为浮选法 ,该金矿矿石 品位 较低 。目前所用采 矿方法主要为浅孔 留矿采 矿法 ,空 区水 平面 积较小 。由于矿体厚度 中等 ,倾角较陡 ,采用 留间柱 的浅孔留矿 采矿法采矿 ,采场 间有 间柱相隔 ,上下采场间有底柱相 隔,形成 彼此相对独立 的小采空 区,且 矿岩稳 固性较好 ,采空 区顶板基 本维持稳定 。 充填采矿法现已广泛应用于我 国金属矿山的开采 中。实行 采空 区充填是解决矿山尾矿处置 问题 的有效途径 ,越来越受 到 矿业 界的重视 。使用选 厂全尾砂的充填方法 ,有利 于提 高矿 石 回收率 、减少贫化率 ,防止采空区塌陷 以及控制地表变形 ,减 少 尾砂 地面排放 ,保护 矿区及周边生态环境 、防止环境污染 以及 各种地质灾害问题 。 鉴 于该金 矿矿石品位较低 ,为节约充填成本 ,将尽可 能减 少充 填胶凝材 料的用量 ,而且矿 山的充填规模较 小 ,不适合 单 独建 专用 的胶 固材料厂 ,只能使用市场水泥胶结 ,但水 泥料 浆 容易离析 ,所 以设计选择 高浓度充填 。充填骨料采用选厂全 尾 砂 ,细粒成分较多会影响水泥的胶结强度 。此外 ,地面充填站距 离充填钻孔约200 m ,并有20 m 的高差 。 采空 区设计为嗣后尾砂充填 ,近期主要是处理空 区充填 , 因此 暂不 考虑矿柱 回收问题 ,嗣后充填 的强度要求为0.5 M Pa, 即只要 固化稳 定 即可 。充 填料浆采用 泵送 与 自流相 结合 的方 式 ,充填泵主要解决地面输送问题 ,设计 的泵送压力为4.5 M Pa, 料浆进入立孔 后 的 自流充填倍 线很小 ,因此设计采 用膏体 充 填 。 对影响充填材料力 学性能 的各因素进行分析 ,掌握充填材 料力学性能的变化规律 ,有利于降低充填成本 、提 高充填效率 。 为配合该金矿水泥胶结全尾砂高浓度充填采矿的项 目开展 ,本 文对全尾砂胶结充填材料进行 了配 比试验 ,并就灰料 比和浓度 对充填材料强度的影响变化规律进行 了探讨 ,同时得到不同灰 料比下水泥用量随浓度的变化关 系,以期 为现场充填配 比选择 提供依据 。 作者简介 :王耀 (1989一),男,硕 士研 究生,主要研究方向 :岩土工程等 。 充填 骨料的密度和粒度分 布是 影响充填料流动性 和固化 特性 的两个重要参数 ,配 比试验直接采用该金矿选厂全尾砂 做 充填骨料 ,试验前分别对全尾砂的物理性质和粒度分布做了检 测。 2.1 物理 性 质 将选 厂全 尾砂烘干后 .通过相关试验 和计算 ,得到表 观密 度 ,松散堆积密度 ,紧实堆积密度 以及孑L隙率的测定值见表 1。 表 1 各指标项的测定值 指标项 测定值 表观密度 (g ·cm ) 松散堆积 密度 (g ·em - ) 紧实堆积密度 (g ·cm ’。) 孔隙率(%) 2 .8 2 1 .18 1 _32 5 8 .2 2.2 粒度分布 全尾砂 的粒度分布反应充填料 的颗粒 大小和级配 ,325 目 以上的尾砂粒 度分 布可用筛 分析 获得 ,小 于325 目的细粒 部分 则需用激 光力度分析仪分析 。试 验中使用R ise一2002型激光 粒 度分析仪进行分析 ,粒度分布结果分别见表2和如 图l所示 。 表2 全尾砂粒度分布 图1 全尾砂粒度分布
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