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1、2 0 1 4年 1 2月 第 4 3卷第 6期 中国矿 山工 程 Ch i n a Mi n e En g i ne e r i n g 高硫极细全尾砂充填料M i l l 及 输送特性试验研究 Ex p e r i me n t a l s t u d y o n u n c l a s s i fie d t a i l i n g b a c k fil l ma t e r i a l s p r o p o r t i o n a n d p i p e l i n e t r a n s p o r t a t i o n p r o p e r t y wi t h hi g
2、h s u l p h u r a n d s u p e r f i n e p a r t i c l e 王怀勇 张爱 民 贺茂坤 中 国 恩 菲 工 程 技 术 有限 公司 北 京1 0 0 0 3 8 摘 要 针对 某铅锌矿 全尾砂 具有含硫 高 粒度极 细 的特点 在 实验室进行 了全 黾砂 充填料 配比试验 和输送 特性 测试 充填 料 配比试 验研 究表明 全尾砂 充填体早期 强度逐 渐增 加 后期 强度 呈现逐 渐 降低趋 势 并且 灰砂 比越 小 抗 压 强度降低 越 明 显 灰砂 比 1 4 质量浓度 7 2 的全尾 砂胶 结充填料能 满足采矿 工艺要 求 但水泥单耗 比
3、较 高 坍落度和流变特性测试表 明充 填料 浆质量浓度在 7 0 一7 2 时表现 出明显 的膏体特征 试验研究结论为矿 山充填 系统 建设提供 了重要依 据 关键 词 全尾砂 胶结充填 硫 Ab s t r a c t Ba s e d o n t h e c ha r a c t e r i s t i c s o f un c l a s s i fie d t a i l i ng wi t h hi g h s u l p h ur a n d s u r p e r f i ne pa r t i c l e i n o n e l e a d z i nc mi n e l a
4、b o r a t o r y e x pe r i me nt s we r e c a r r i e d o ut t o s t u dy ma t e r i a l s p r o p o r t i o n a nd pi pe l i ne t r a ns p o r t a t i o n p r o pe r t y o f t h e u n c l a s s i f i e d t a i l i n g b a c k f i l 1 Th e pr o p o r t i o n t e s t r e s u l t s s h o we d t h a t
5、t he e a r l y u n i a xi a l c o mp r e s s i v e s t r e n g t h i n c r e a s e d wh i l e t h e l o n g t e r m c o mp r e s s i v e s t r e ng t h de c r e a s e d Th e l es s c e me n t i t c o n t a i n e d t h e mo r e i n flu e nc e t he c o mpr e s s i v e s t r e n g t h wa s Ac c o r d i
6、 n g t o t h e r es u l t s t h e s ui t a bl e c e me n t s a n d r a t i o wa s l 4 a n d t h e b e s t ma s s c o n c e n t r a t i o n wa s a b ou t 7 2 bu t i t wo u l d c o s t mu c h mo r e c e me n t The s l ump a nd r he o l o g i c a l p r o p e r t y we r e a l s o t e s t e d a nd t he r
7、 e s u l t s s h o we d t h a t t he t a i l i n g ba c k fil l ma t e r i a l s wo u l d g e t c l o s e t o pa s t e wh e n t h e ma s s c o nc e nt r a t i o n wa s b e t we e n 70 a n d 72 Th e s t ud y pr o v i d e d r e l i a bl e b a s i s f o r t h e c o n s t r uc t i o n o f ba c k fil l i
8、 n g s y s t e m Ke y wor d s u n c l a s s i f i e d t a i l i n g c e me n t fil l i ng s u l ph ur 1 日 lJ舌 国外某 铅 锌 矿 床 赋存 于 冈 瓦纳 古 陆 G o n d w a n l a n d 沉降和盆地形成期间的海浸运动所堆积的侏 罗系碳酸盐 和碎 屑沉 积岩地 层 中 选 矿 试验 研究 显示 矿 脉 中含 硫 达 3 2 白铁 矿 黄 铁 矿 达 5 0 选 矿 采 用 常 规 碎 磨 优 先浮 选 锌 中矿再 磨工 艺 流程 硫化 矿物 没有 分选 矿 山 自投 产
9、 以来 一直 采用 干式 充填 系统 随 着采 深 不断下降 干式充填系统已不能满足矿山采矿 的需要 迫 切需 要新 建充 填 系 统 依 据 矿 山可 供 选 用 的充 填 材料 为尽 可 能降低 充 填成 本 设 计 采 用 上 向水 平 分 层 充 填 采 矿法和分段空场嗣后充填采 矿法 充填采用全尾砂膏体 高浓度 充填系统 2 全尾砂物 哩化学性 能测试 2 1 全 尾砂 主要 化 学成分 分 析 从 该矿 尾矿 排砂 口选 取 了 全 尾矿 实 验 室对 全 尾 砂 进行了化学成分分析 结果如表 1 分析结果表 明 尾砂 中含硫 较高 2 中国矿 山工程 2 0 1 4 年 第4 3
10、 卷 表 l 全 尾 砂 主要 化 学 成 分 组成 2 2全尾 砂粒 度组 成分 析 实验室采用 L S P O P 型激光粒度分析仪 对全 尾砂 进行 了粒 度组 成分 析 结 果 如表 2 表 2全尾砂粒度组成 粒径 筛下 粒径 筛下 粒径 筛下 m 累 积 L L m 累 积 m 累 积 0 2 0 2 8 9 3 7 9 2 3 7 9 2 9 1 7 0 0 2 4 9 7 3 3 5 O 41 5 3 41 5 3 9 3 9 2 0 2 9 1 0 8 7 4 2 4 4 5 3 5 45 3 5 9 5 7 2 O 3 5 1 2 1 2 5 1 3 4 9 3 3 49 3
11、 3 9 7 1 0 0 43 1 3 6 5 6 21 5 3 4 7 5 3 4 7 9 8 1 5 O 5 2 l 5 2 2 7 5l 5 7 7 0 5 7 7 0 9 8 8 8 O 6 3 1 6 9 6 9 0 9 6 2 O 3 6 2 0 3 9 9 3 6 O 7 6 l 8 8 4 1 1 O O 6 6 3 6 6 6 3 6 9 9 6 6 0 9 2 2 0 9 4 l 3 3 l 7 0 6 5 7 0 6 5 9 9 8 3 i I J 2 3 I 9 l 6 1 l 7 4 8 3 7 4 8 3 9 9 9 3 1 3 5 2 5 7 5 1 9 5 O
12、7 8 8 2 7 8 8 2 9 9 9 7 l 6 3 2 8 4 4 2 3 6 0 8 2 5 6 8 2 5 6 9 9 9 9 1 9 7 3 1 3 5 2 8 5 6 8 5 9 9 8 5 9 9 l O O O 0 2 3 9 3 4 5 5 3 7 0 0 9 0 0 4 9 0 0 4 l O O O 0 试 验结 果 显示 尾砂 粒 径 一 7 4 m 一2 0 0目 约 占 9 7 一3 7 m 一 4 0 0目 约 占 9 0 一1 0 m 约 占 6 4 加 权 平 均 粒 径 为 l 4 7 m 根 据 粒 度 组 成 分 析 可 以判断该 全 尾砂 属于极
13、细尾 砂 要 实 现 充填 料 浆 在 管道 中呈柱 塞 流 并 在 低 流 速 1 2 m s 流动 的条 件 下 不 产 生 沉 淀 离 析 国 内 外 通 常 要 求 充 填 料 中 一2 0 m 颗 粒 含 量 不 低 于 1 5 该 矿全 尾 砂 中 一2 0 m 颗 粒 含 量 达 7 9 远 远超 出这 一要 求 因此 该 矿 全 尾 砂 的粒 度 完 全 满 足全尾砂高浓度 膏体 胶结充填输送要求 3 充填材料 配 比试验 充填 材料 配 比是影 响充 填体质 量 和料浆 输送 特 性 的重要 因素 实 验室进 行 了全尾 砂胶 结充 填材 料 配比试验 试验采用矿山使用的 P
14、 C 3 2 5水泥作胶 结料 全尾 砂作 为 骨 料 选 取 充 填 料浆 质 量 浓 度 分 别 为 7 0 7 2 7 4 7 6 灰 砂 比分 别 为 1 4 1 6 1 8 1 1 5 进 行 7 1 4 2 1 2 8 9 0 d和 1 8 0 d 5个 养护 期龄 的充 填材 料 强 度 试 验 每 个 期 龄 浇注 3个 试 块 共计 2 8 8个 试块 实验 室 采 用 长 宽 X 高 为 7 0 7 e ra 7 0 7 e ra 7 0 7 e ra 的 标 准 三 联 试 模 制 作 试 块 养 护 采 用 HB Y一 4 0 A 型恒温恒湿标准养 护箱 采用 WH Y
15、一 3 0 0 1 0 微 机控 制压 力试 验 机测 定单 轴 抗 压 强 度 结 果 如 表 3 选取了几个典型试验分析曲线 如图 2 图 5 表 3 全尾砂胶 结充填试块 强度试验结果 l 4 l 6 1 8 1 1 5 一 l 一 一 I 7 0 7 2 7 4 7 6 质量浓度C 图 2 7 d单 轴 抗 压 强 度 曲 线 图 试 验结 果表 明 如下结论 1 试 块 的单 轴 抗 压 强 度 在 养 护 期 龄 7 2 8 d 内随着 料浆 浓度 灰 砂 比和养 护 龄期 的增 加 而 逐 渐 增 大 5 O 5 0 5 0 2 2 l l 0 第6 期 王怀 勇等 高硫极细全尾
16、砂充填料配比及输 送 特性试验研究 3 塞 嘿 堪 l 4 1 6 l 8 1 1 5 I 一 i 期龄 d 图 3 7 0 质 量 浓 度 试 块 抗 压 强 度 变 化 曲 线 图 I 一厂 厂 7 0 7 2 7 4 7 6 7 1 4 2 1 2 8 9 0 l 8 0 期龄 1 4 充 填料浆输 送特性试验 4 1坍落 度测 定试 验 为 了保 证 充 填 料浆 具 有 较好 的输 送性 能 充填 料浆必须具备 良好的和易性 坍落度是衡量混凝土 及充填料浆流动性 的常用指标 塌落度越 大 则表 明料 浆 的流动 性 越好 实验 室选 用 顶部 直径 l O e m 底 部 直 径 2 0 e ra 高 3 0 e m的坍落度桶 对充填料浆进行 了坍落度测试 结果 如 图 6和 图 7 毫 敉 宝 一馄 浆 L 62 1 2 3 图 4灰砂 比 1 4 试 块抗压强度变化 曲线 图 图 6全尾砂非胶结料 浆不同浓度坍落度 曲线图 7 0 7 4 7 6 入 r 期龄 d 图 5 灰 砂 比 1 6 试 块 抗 压 强 度 变 化 曲线 图 2 灰砂 比 1 4 的试 块 单 轴
