尾砂粒度对充填体早期强度影响的试验研究

作     者：李洪宝 甘德清 鄂鑫雨 陈超 刘志义 张友志 LI Hongbao;GAN Deqing;E Xinyu;CHEN Chao;LIU Zhiyi;ZHANG Youzhi

作者机构：华北理工大学矿业工程学院河北唐山063200 河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北唐山063009 河钢集团矿业有限公司河北唐山063000 

基　　金：“十三五”国家重点研发计划项目(编号:2017YFC080460) 国家自然科学基金项目(编号:51774137) 河北省自然科学基金项目(编号:E2019209326) 

出 版 物：《金属矿山》 (Metal Mine)

年 卷 期：2021年第50卷第3期

页      码：34-39页

摘      要：为提高铁矿全尾砂的回填利用率,实现全尾砂胶结充填在矿山的有效应用,选择冀东地区全尾砂为试验材料,在分析物化性质的基础上,设计了灰砂比为1∶6、1∶12、1∶20和质量浓度为65%、70%、75%的强度试验,结合XRD能谱和SEM扫描电镜分析,研究了尾砂粒度对充填体早期强度的影响规律,以及对水化产物和孔隙结构的影响。研究表明:尾砂粒径对早期强度影响显著,当尾砂颗粒达到一定细度时,与水泥水化胶结的契合度能够有效提高,随着粒径的降低,充填体的早期强度越大,并且对灰砂比和料浆浓度的变化越敏感,基于尾砂的特征指标,建立了关于尾砂粒度、灰砂比和料浆浓度的早期强度预测模型,相关系数R>0.95,误差<2%,相关性好,预测结果可靠,确定冀东地区采用全尾砂胶结充填的灰砂比在1∶6~1∶8范围内,质量浓度根据充填系统工况取值越高越好。在配比相同的条件下,尾砂粒度减少,充填体养护早期水化生成的C—S—H凝胶增加,以及充填体内孔隙尺寸和数量减少,宏观表现为强度增强。在冀东地区某矿山进行了强度试验,进一步验证强度预测模型的可靠性,平均误差为3.49%,表明所构建的模型可以准确预测充填体早期强度,为矿山充填设计提供依据。

主 题 词：充填开采 尾砂粒度 强度 预测模型 水化产物 孔隙结构 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

D　O　I：10.19614/j.cnki.jsks.202103005

馆 藏 号：203102464...