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超细尾砂充填材料性能优化及机理研究

2021-07-10王荣林祝小龙刘娟红

金属矿山 2021年6期

王荣林 陆 虎 王 欢 祝小龙 沈 斌 刘娟红

(1.马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司,安徽 马鞍山 243000;2.北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083;3.城市地下空间工程北京市重点实验室,北京 100083;4.金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 100083)

随着矿产资源的开采,优质矿产资源不断减少,低品位矿产资源越来越多。为了提高矿产资源的采出率,采用超细粉磨进行选矿越来越普遍,因此产生大量的超细尾砂[1,2]。大量超细尾砂的堆积,占用大量土地资源,并且污染环境,破坏了矿区及周边的生态平衡[3]。近几年,随着国家环保要求的提高,对尾矿库审批和建设的限制,尾矿的处置问题受到越来越多的关注。膏体充填(CPB)是目前公认的最有效的尾砂利用方式,不仅提高了尾砂的利用率,解放了大量优质土地资源和矿产资源,同时消除了采空区的安全隐患[4,5]。

大量研究表明,尾砂中细小颗粒比例的增加不利于CPB流动度及抗压强度的发展[6,7]。CPB孔隙率会随着尾砂细度的增加而增大,同时由于尾砂比表面积较大,降低了充填材料的灰砂比,使得CPB抗压强度较低,后期沉缩率较大。为了将充填材料通过自流或者泵送的方式输送到指定的采空区,对CPB流动度要求也比较大。为了使抗压强度满足要求,可以提高灰砂比,但是会增加水泥用量,充填成本增大,或者提高固相材料浓度,会导致CPB流动性变差。付自国等[8]建立了超细尾砂胶结充填体双变量强度计算模型,以及建立三变量抗压强度计算公式,为CPB不同龄期抗压强度预测提供指导。……

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