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1、 专业技术资料 分类类号号 密级级 UDC 编编号号 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 硕硕士学学位论论文 论论 文 题题 目 新桥桥硫铁矿铁矿磷石膏分层层胶胶结结 充填填技术术可靠性研研究 学学科 专专业业 安全管理工程 研研 究生姓名 胡 冠 宇 导导 师师 姓名及 专业专业技术职务术职务 张张 钦钦 礼礼 教教 授 专业技术资料 中 南 大 学 年 月 专业技术资料 分类类号号 密级级 UDC 编编号号 硕士学位论文 新桥桥硫铁矿铁矿磷石膏分层层胶胶结结充填填技术术可靠性研研究 Reliability of Cemented Phosphgypsum Backfillin
2、g in Xinqiao Pyrite Mine 作 者 姓 名 胡冠宇 学 科 专 业 安全管理工程 学院 系 所 资源与安全工程学院 指 导 教 师 张钦礼 教授 博导 专业技术资料 论文答辩日期 答辩委员会主席 中 南 大 学 二 OO 九年四月 原创创性声声明 本人声明 所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果 尽我所知 除了论文中特别加以标注和致 谢的地方外 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料 与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已经在论文中作了明确 的说明 作者签名 日期 年 月 日
3、关关于学学位论论文使用授权说权说明 专业技术资料 本人了解中南大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校 有权保留学位论文 允许学位论文被查阅和借阅 学校可以公布学 位论文的全部或部分内容 可以采用复印 缩印或其它手段保存学 位论文 学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文 作者签名 导师签名 日期 年 月 日 专业技术资料 摘 要 为解决新桥硫铁矿充填骨料来源不足的难题 利用铜陵化工集团公司六国 公司固体废料磷石膏进行了磷石膏分层胶结充填关键技术研究 并对该技术的 可靠性进行了科学评价 第一 在磷石膏物理力学性质和化学成分测定分析的基础上 对磷石膏用 作充填骨料的可行性进行了评价 评价
4、分析和探索性试验均表明 陈旧磷石膏 是较好的充填骨料 但新排放磷石膏由于残留磷较高 且采装 运输困难 不 宜采用 第二 通过大量室内配比试验 得出了磷石膏分层胶结充填的最佳配比参 数 即矿柱回采时水泥 粉煤灰 旧膏 1 1 8 或 1 2 6 质量比 质量浓度 57 第二步矿房回采时水泥 旧膏 1 20 质量比 质量浓度 57 分层 胶面充填采用江砂 旧膏混合骨料 配比参数为 水泥 粉煤灰 旧膏 江 砂 1 1 6 质量比 其中江砂 旧膏 2 3 质量浓度 65 第三 测定了推荐配比充填料浆的流动参数 结果表明推荐配比充填料浆 具有良好的流动性能 完全满足管道自流输送要求 第四 在对水泥 粉煤
5、灰 磷石膏胶结充填体微观结构电镜扫描的基础上 分析了磷石膏胶结充填作用机理 第五 为适应磷石膏胶结充填需要 对新桥硫铁矿当前充填系统提出了改 造方案 第六 通过定性分析和水力计算 对磷石膏胶结充填技术的可靠性进行了 评价 认为磷石膏胶结充填技术满足环保要求 充填制备系统运行可靠 搅拌 均匀 管道输送能力满足生产要求 浆体流动平稳 可靠 第七 对磷石膏胶结充填进行了效益分析 磷石膏胶结充填综合材料成本 33 5 元 m 3 比当前矿山使用的江砂胶结充填材料成本 54 85 元 m 3 降低 38 9 磷石膏分层胶结充填是一项创新性的矿山充填技术 研究成果不仅可以彻 底解决新桥矿充填骨料来源有限
6、充填质量偏低的技术难题 而且为固体废料 磷石膏提供一条新的处理途径 经济效益 环境效益和社会效益显著 关关键词键词 磷石膏分层胶结充填 充填材料 充填机理 可靠性 专业技术资料 ABSTRACT It is the best way to introduce cemented phosphgypsum backfill technology in Xinqiao Pyrite Mine XPM Anhui province in order to overcome backfill aggregate shortage face to the mine and to treat solid w
7、aste of phosphgypsum produced in Liuguo Branch of Tongling Chemical Industry Group Co Ltd Key techniques related to cemented phosphgypsum backfill were studied and reliability of the technology was evaluated in this paper Firstly feasibility using phosphgypsum as backfill aggregate was evaluated bas
8、ed on measurement of physical and mechnical fatures and chemical component of phosphgypsum Both feasiblity study and trial experiment result indicate that old phosphgypsum is a kind of qualified backfill aggregate but newly produced phosphgypsum is not suitable for backfill due to great phosphorus c
9、ontent and difficult supply process Secondly following optimal proportion of various backfill materials was suggested by large amount of laborarorial experiment 1 mass ratio of cement to fly ash to old phosphgypsum and mass fraction of backfill slurry are 1 1 8 or 1 2 6 and 57 for first step pillar
10、backfill 1 0 20 and 57 for second step room backfill respectively and 2 mass ratio of cement to fly ash to old phosphgypsum and sand is 1 1 6 in which ratio of old phosphgypsum to sand is 3 2 and mass fraction of backfill slurry is 65 for surface of layer backfill Thirdly flow featue measurement of
11、backfill slurry means that backfill slurry with suggested ratio could be transported by gravity in pipeline smoothly Fourthly mechanism of cementd phosphgypsum backfill was clarified by scan observation of electron microcope to microstructure of cemented phosphgypsum backfill body Fifthly improving
12、schem of present cemented sand backfill system employed in CMC was proposed for the usage of cemented phosphgypsum backfill technology Sixthly reliability of cemented phosphgypsum backfill technology was studied on the basis of qualitative analysis and hydraulic calculation It is 专业技术资料 proved that
13、the technology can meet environmental protection demand backfill slurry can be even mixted and manufactured smoothly backfill slurry can be transported reliably and backfill capacity is enough Finaly it is computed that direct cost of backfill materials for cemented phosphgypsum backfill is 33 5 Chi
14、nese Yuan per cublic meter 38 9 percent lower than that for cemented san backfill 54 85 Chinese Yuan per cublic meter Cemnted phosphgypsum layer backfill is seldom used on overboard and domestic mines Researching works carried out in this paper have obvious economical enviormental and social benefit
15、 because the technology can not only solve such difficultied as backfill aggregate shortage and poor backfill quality in XPM but also supply a new way to treat solid waste of phosphgypsum in large scale Key words cemented phosphgypsum backfill material of backfill mechanism of backfill reliability 专
16、业技术资料 目 录 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 1 摘 要 I ABSTRACT II 目 录录 IV 第一章 绪绪 论论 1 1 1 研究背景 1 1 2 国内外研究现状及进展 3 1 2 1 充填工艺及材料技术研究 3 1 2 2 基本水力输送参数研究 5 1 2 3 充填体力学性能 作用机理 研究 5 1 2 4 充填系统可靠性研究 7 1 2 5 磷石膏综合利用现状 9 1 3 主要研究内容及方法 12 第二章 磷石膏分层层胶胶结结充填关填关键键技术术参数研参数研究 14 2 1 磷石膏作为充填骨料的物化性能分析 14 2 1 1 充填料选择 14 2 1 2 主要充填料物化性能测定 14 2 1 3 充填料充填性能初步评价 16 2 2 新 旧磷石膏胶结充填探索性试验 17 2 2 1 充填材料配比选择原则 17 2 2 2 室内配比试验方法 18 专业技术资料 2 3 旧膏胶结充填配比及流动特性试验 20 2 3 1 强度试验安排 20 2 3 2 强度试验结果及分析 21 2 3 3 推荐配比充填浆体流动特性试验 24 2 4 新膏胶结充填配比试验
