金属矿山

作者：李洪宝,甘德清,鄂鑫雨,陈超,刘志义,张友志

单位：1. 华北理工大学矿业工程学院，河北 唐山 063200；2. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室，河北 唐山 063009；3. 河钢集团矿业有限公司，河北 唐山 063000

关键词：充填开采,尾砂粒度,强度,预测模型,水化产物,孔隙结构,

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）

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。

来源：2021年第03期

《金属矿山》期刊编辑部

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