某礦全尾砂膠結(jié)充填材料的配比及其輸送性能的研究.pdf

1、某鐵鋅礦之前采用崩落法開采，目前已造成地表3處塌陷，地表巖石移動(dòng)范圍距離礦區(qū)西側(cè)公路、河流較近。若繼續(xù)使用無底柱分段崩落法開采，必然會(huì)引起公路、河流的破壞。因此，必須進(jìn)行無底柱分段崩落法轉(zhuǎn)充填法回采方案的研究。為了給充填設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)并且降低充填成本，避免出現(xiàn)充填體強(qiáng)度偏低、養(yǎng)護(hù)周期較長、管道輸送容易堵管和破管等常見問題。進(jìn)行了大量的材料取樣、全尾砂充填材料物化性能研究、室內(nèi)配比試驗(yàn)以及L管輸送模擬試驗(yàn)。此外，該應(yīng)用Fluent軟件對(duì)

2、料漿在管道中的流動(dòng)狀態(tài)和規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。根據(jù)研究方向和研究的目的，本文研究的內(nèi)容如下:
　　 (1)進(jìn)行各種試驗(yàn)分析研究尾砂的物化性能，確定了該礦全尾砂完全符合充填工藝的要求;包含容量瓶法測(cè)定尾砂比重;定容稱重法測(cè)定尾砂松散容重和尾砂密實(shí)容重;采用激光粒度法測(cè)定尾砂粒度分布情況;采用化學(xué)分析法確定尾砂的主要化學(xué)成分;自然沉降法測(cè)定尾砂沉降特性等。
　　 (2)采用正交試驗(yàn)優(yōu)化組合配比;針對(duì)三因素（膠凝劑、灰砂比、質(zhì)量

3、濃度）多個(gè)水平開展了大量試驗(yàn)，主要考核指標(biāo)為各齡期的單軸抗壓強(qiáng)度、泌水率和沉縮率，分析了影響充填體強(qiáng)度的因素。利用Matlab軟件對(duì)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行二次線性回歸，得出了不同配比在不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間下的線性回歸方程并分析了預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間的誤差。為充填設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)。
　　 (3)充填料漿流變特性和輸送性能研究;進(jìn)行了塌落度實(shí)驗(yàn)，得出了料漿在不同配比不同質(zhì)量濃度下的塌落度，確定最佳充填濃度67.5％～72.5％。此外，進(jìn)行了室內(nèi)小型

4、L管試驗(yàn)，根據(jù)理論公式結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定不同料漿、不同工況條件（不同管徑、不同流速）的管道阻力參數(shù)，再根據(jù)自流輸送過程力學(xué)分析，確定不同工況條件下各種膠結(jié)充填料漿的自流充填倍線數(shù)據(jù)，為充填工藝管網(wǎng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。根據(jù)計(jì)算分析，最佳輸送濃度為70％～72％左右。
　　 (4) Fluent數(shù)值模擬研究料漿在管道中的輸送情況;分析了料漿在管道中整體的的速度分布情況、出口處的速度分布、壓力變化規(guī)律。著重分析了料漿在彎管中的速度分布規(guī)律以