高浓度超细全尾砂充填料浆管道输送阻力
为了提高村庄下的压煤采出率和保护环境,采用煤矸石膏体充填采矿 法解放村庄下煤炭.通过正交试验和线性回归,得出影响煤矸石膏体充填体强度和坍落度的因素及回归函数.结果表明:组成膏体充填材料的煤矸石,胶结料,粉煤 灰及膏体质量浓度对强度均有不同程度影响,煤矸石对充填体的后期强度影响显著,胶结料对充填早期强度影响较显著,粉煤灰对充填强度影响不显著.煤矸石在加 工成直径小于25 mm后,还需进一步分级.提高细颗粒矸石加量和降低质量浓度可提高膏体的坍落度和可泵性,胶结料和粉煤灰对膏体的可泵性影响不如煤矸石和质量浓度影响显 著.膏体充填技术是充填关键设备突破和井下采矿需求共同发展的产物,该技术在我国得到迅速推广应用.随着膏体技术应用逐渐成熟,其正朝着精细化研究方向发展,旨在提高充填质量,降低充填成本.叙述了膏体充填概念,工艺特点及技术优势,
介绍了膏体充填技术在国内外的发展历程和应用现状.对新型胶凝材料,全尾砂脱水技术,膏体流变学,硬化膏体多场性能和膏体微观性能等热点方向研究现状进行了分析.以全尾砂充填膏体为研究对象,利用四叶桨式旋转式流变仪测试质量 分数为69%～81%的充填料浆的流变特征及其参数,采用赫谢尔-布尔克莱模型回归得出料浆在剪切速率为O～120s-1条件下的流变模型.结果表明:质 量分数为69%～81%的料浆流变模型为屈服伪塑性体,质量分数为81%的料浆为宾汉塑性体;流变性能指数n与料浆的质量分数呈线性关系,随质量分数的增 大而增大.膏体的临界质量分数为80.91%.固体废物膏体充填材料是在我国实施不迁村采煤的一种新型材料.此材料属于一种水与集料,胶结料三者混和凝固的材料,是绿色开采的关键技术之一,具有良好的发展前景.膏体充填材料的质量分数则是影响其性能的关键因素之一,而充填材料各个部分的计量误差和水分检测误差是影响其质量分数的两个主要因素.
本文分析了原材料的水分测试与配比计量时的精度对质量分数影响的误差变化规律,从而求取生产材料时这两种测量仪器的允许误差.分析这两种因素对质量分数变化的影响,为实际生产中计量检测仪器的精度控制提供了依据,同时也为工程中动态的调节和控制充填材料各个部分的加量,保证材料的相对稳定提供了依据.深锥浓密机是20世纪70年代发展起来的一种高效浓缩设备,具有极大的生产能力,可获得较高的底流浓度,为膏体充填料的制备提供了保障.简要介绍了某矿深锥浓密机的结构及工作原理,并通过现场实际观察将浓密过程中的矿浆在竖直方向上划分为澄清区,沉降区,临界浓度区以及压缩区4区域.分别对各区域浓度变化规律及主要影响因素进行了试验研究,得到固体颗粒在锥体内的3浓密阶段,并估算了正常负荷下底流浓度的变化范围:76%～82%,为现场系统故障预测与排除提供了理论依据.电厂工业废料粉煤灰具有潜在胶凝活性.针对当前矿山膏体胶结充填成本高,强度低等现状,提出了以部分粉煤灰替代水泥作为胶凝剂.在对粉煤灰物理性能和化学成份测定分析的基础上,依不同的粉煤灰添加量进行了粉煤灰全尾砂胶结充填强度试验,并对粉煤灰在膏体充填料浆中的胶凝机理进行了探讨.结果表明:在质量分数和水泥用量相同的条件下,添加粉煤灰可以大幅度提高后期强度,并且龄期强度随粉煤灰用量的增加而增大.研究结果为提高胶结充填质量,降低充填成本,进一步综合利用人工火山灰奠定了一定的基础.铅锌矿膏体充填,进行了充填料浆流变特性研究,并对其流变参数与浓度的关系进行了分析,建立了两者间的数学关系式,进而建立了铅锌矿膏体充填料浆管道输送阻力损失计算的经验公式.经生产验证,该公式具有较好的实用性
..为不断提高充填质量,先后进行了一系列实验室及工业试验,研究分析了膏体充填技术特性与规律,并在此基础上,设计了新的全尾砂膏体充填工艺流程.新的膏体充填系统具有工艺简便,流程短,可靠性好,稳定性强,运行成本低的特点,适合于在类似地下矿山中推广应用.为达到似膏体充填料浆流动性好,强度高且成本低的要求,通过实验进行了料浆配合比的研究.结果表明:在实验范围内,强度随凝石含量的增加而线性增加,塌落度随粉煤灰含量的增加先增加后减小,在粉煤灰含量为24%时达到最大值.最终确定的料浆配合比技术上可行,经济上合理.本文对推进充填采矿技术的发展具有重要意义.
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