武平紫金悦洋银多金属矿实验室总结与方案说明研究报告Word文档下载推荐.docx

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该矿为多层缓倾斜中厚矿体重叠产出，采区地表布置有尾矿库、老选厂等建筑物，并有良田、水塘、水库等覆盖，地表不允许陷落。

若继续采用现有采矿方法，随着采空区体积的不断累积，将存在大面积地压活动的危险，矿床上覆围岩的冒落必将导致矿区地表塌陷等重大事故，从而使矿区地表产生破坏。

国外许多矿山的实际生产经验已充分说明了这一点。

对新老采空区及时进行胶结充填，高质量的充填体可对采空区围岩进行有效支撑，防止矿床上覆围岩的冒落，从而使矿区地表得到有效的保护。

③可充分回收地下矿石资源。

目前采用的采矿方法矿石回收率不到30%，大量矿石由于采空区的存在无法进行正常开采。

对新老采空区及时进行胶结充填，则可使这些矿石得以纳入正常开采围，高质量的充填体还给这些矿石采用正规的采矿方法创造条件，从而可充分回收地下矿石资源。

④尾砂可得到大量利用，尾矿库库容可大幅度降低。

根据设计研究所用的采矿方法，年充填体积24.53万m3，年充填用尾砂总量28.36万吨，约占总尾砂量的45.2%。

大量尾砂充入井下可有效降低尾矿库库容，或在尾矿库库容一定的条件下，可大大延长尾矿库的服务年限。

3.1　试验容

悦洋银多金属矿全尾砂经矿方取样后托运至，为避免细和极细粒级颗粒跑掉，采用蒸发干燥的方法摊薄晾晒，干燥后均匀混合，以备实验使用。

为确定充填料浆的合理制备输送参数及为充填系统建设方案提供试验依据，结合课题研究容、方式和要求，分析影响充填体物理力学性能的各种因素，于实验室进行了一系列的试验，容为：

全尾砂激光粒度测定，全尾砂化学成份测定，全尾砂比重、容重、孔隙率、自然安息角测定，料浆沉降容重和沉降浓度测定，水泥—全尾砂配比强度试验，全尾砂料浆坍落度测定等。

3.2　尾砂粒度测定

采用CILAS1064型激光粒度分析仪测定全尾砂粒级分布。

测试方法为将晾干的全尾砂从试样中多点采样，放入激光粒度分析仪中的样品搅拌槽，激活微机用户界面，启动设备，检测系统自动加水搅拌制成一定浓度的砂浆，采用超声分散，用泵将砂浆送入激光粒度分析仪的测试室，利用激光衍射原理进行测试，再由计算机进行数据处理，最后输出测试结果。

测试结果见附录，其中“x”为全尾砂粒径（单位为μm），Q3为全尾砂累计百分含量，q3为粒径分布频度。

为直观起见，数据经过进一步处理后得到表1和图1，尾砂中-75μm颗粒含量为63.29%，-20μm的极细颗粒含量为35.04%，图1中粒径曲线较为陡峭，尾砂粒径级配较好。

表1全尾砂粒级组成

粒径（μm）

-5

-10

-20

-50

-75

-100

-150

-180

+180

累计（%）

17.03

25.68

35.04

53.56

63.29

71.04

81.45

86.13

100

尾砂分布粒径如下：

d10=2.70μm

d50=42.43μm

d60=65.99μm

d90=209.07μm

d平均=76.86μm

图1尾砂粒级分布曲线图

3.3　尾砂基本物理参数测定

尾砂的比重：

采用容量瓶法测定。

即在标准容量瓶中，首先称取瓶重，再加水至标准刻度线，称取瓶和水的总重，然后倒出一部分水，称取一定量的干尾砂，加入到装有部分水的容量瓶中，摇匀后加水至标准刻度，浸泡二十四小时，因为有少量水份蒸发而导致液面下降，所以需再次加水至标准刻度，然后称取其重量，通过计算得到室温下尾砂的比重。

尾砂的容重：

尾砂的松散容重：

采用定容称重法测定。

即在标准漏斗中装入尾砂，下方放置一标准升桶，料自由下落、避免振动、桶满后刮平后称重，数次测定后计算得到尾砂松散容重。

尾砂的密实容重：

即在标准漏斗中装入尾砂，下方放置一标准升桶，料自由下落、不断振动压实、桶满后刮平后称重，数次测定后计算得到尾砂密实容重。

尾砂的自然安息角：

松散尾砂自然堆积状态时测定其自然坡面与水平面之间的夹角即得到尾砂的自然安息角。

尾砂比重、容重、孔隙率、自然安息角测定结果列于表2。

表2比重、容重、孔隙率、自然安息角

尾砂

种类

比重

松散容重

（t/m3）

实容重

孔隙率

（％）

自然安息角

（°

）

全尾砂

2.673

0.968

1.613

39.66

42

3.4　尾砂化学成分测定

充填材料中的各种化学成分及其含量对充填体物理性能具有一定的影响和作用，尾砂中对充填体强度影响作用较大的主要化学成分有CaO、MgO、Al2O3、SiO2、S、Au、Ag、Cu。

采用化学分析方法测定悦洋银多金属矿尾砂化学成分，测定结果如表3所示。

表3尾砂化学成分测定表

化学成分

Au

Ag

Cu

CaO

MgO

Al2O3

SiO2

S

含量（%）

0.36g/t

36.66g/t

0.011

0.41

0.23

7.46

82.49

0.21

3.5　尾砂沉降性能测定

尾砂的沉降性能对充填体的物理性质具有较大影响，它决定着充填体的沉降特性。

充填料浆一般在最初阶段常常处于饱和状态，在脱水的过程中，由于毛细压力和固体颗粒自重的作用，充填料浆体积减小，此过程就是充填料浆的自然沉降过程。

起始浓度为40%的全尾砂浆沉降试验结果见表4、表5、表6，数据处理后得到沉降曲线如图2、图3、图4、图5，从而可以更加直观地看出清水净增量、清水总量、料浆量、清水和料浆总量、沉降后料浆浓度、沉降后料浆容重各参数的变化过程及规律。

表4悦洋银多金属矿全尾砂沉降试验记录表

2009年3月31日14:

55pm试样号1#

时间

（分钟）

清水净增量

（ml）

清水总量

料浆量

总量

沉降后料浆浓度（%）

沉降后料浆容重

（g/cm3）

0（开始）

966

40

1.294

10

32

918

950

41.05

1.327

20

28

60

890

42.02

1.337

30

33

93

857

43.22

1.35

22

115

835

44.05

1.359

50

11

126

823

949

44.48

1.366

34

160

789

45.87

1.381

90

78

238

711

49.41

1.423

120

64

302

647

52.74

1.465

180

380

569

57.47

1.529

240

18

398

549

947

58.69

1.552

360

25

423

524

60.46

1.578

720

53

476

470

946

64.6

1.647

24小时

4

480

466

64.94

1.652

表5悦洋银多金属矿全尾砂沉降试验记录表

57pm试样号2#

969

1.29

926

960

41.12

1.313

19

907

41.77

1.32

37

870

43.1

1.333

21

111

849

43.9

1.342

9

839

959

44.25

1.347

38

158

801

45.79

1.363

55

213

746

48.22

1.39

66

279

680

51.49

1.428

70

349

610

55.49

1.477

13

362

596

958

56.31

1.49

26

388

570

58

1.512

443

515

61.96

1.567

35

478

64.77

1.608

表6悦洋银多金属矿全尾砂沉降试验记录表

59pm试样号3#

965

1.295

924

40.85

1.325

44

906

41.46

1.331

72

878

42.44

859

99

850

43.44

1.354

139

810

45

1.372

169

780

46.25

1.386

49

218

731

48.45

1.412

104

322

627

53.88

1.48

24

346

601

55.31

1.504

368

579

56.69

1.523

76

444

503

62.03

1.602

17

461

486

63.37

1.623

图21#试样沉降曲线

图32#试样沉降曲线

图43#试样沉降曲线

图5全尾砂试样沉降浓度曲线和容重曲线

3.6　尾砂坍落度性能测定

充填料浆必须具备良好的和易性，以保证获得良好的输送效果。

测定坍落度主要是为了掌握充填料浆流动性、并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。

流动性是指充填料浆在本身自重或泵压作用下能产生流动，并能均匀稳定地保持某种流动状态的性能。

粘聚性是指料浆在充填过程中各组成材料之间有一定粘聚力，不致产生明显的分层和离析现象。

保水性是指充填料浆在输送管道中流动时，具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。

充填料浆坍落度测定方法是：

将充填料浆拌合物分几次（一般是三次）用小铲均匀地装入坍落度筒（坍落度桶部尺寸为：

顶部直径10cm，底部直径20cm，高度30cm），每次插捣数次，待顶层插捣完后，刮去多余的料浆并用抹刀抹平，双手均匀用力将筒拨起。

从开始装料到拔起坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在较短时间（一般是150s）完成，其中拔起坍落度筒的时间在5~10s完成。

充填料浆由于自重将会产生坍落现象，由坍落度筒顶到坍落的料浆顶部的距离（单位：

cm或mm）就叫坍落度，作为流动性指标。

坍落度愈大表示拌合物的流动性愈大，但同时还要综合观察料浆的粘聚性、保水性的情况。

全尾砂坍落度试验结果见表7及曲线图6。

从试验曲线图6可以看到，随着料浆不断地被稀释，料浆坍落度不断增大。

表7全尾砂坍落度试验结果

重量浓度

（%）

浆料用料量

浆料坍落度

（cm）

全尾砂（Kg）

水（Kg）

80

10.00

2.500

2.821

9.5

3.158

13.5

74

3.514

3.889

4.286

68

4.706

25.7

5.152

26.5

5.625

27.3

62

6.129

6.667

28.5（摊开）

7.241

太稀

图6坍落度测定曲线图

3.7　水泥—全尾砂强度配比试验

利用悦洋银多金属矿充填用的全尾砂和坪塘水泥厂生产的P.C32.5级复合硅酸盐水泥及市自来水，根据影响充填体强度的主要因素、坍落度试验观察到的料浆流动情况，设计灰砂比1:

4、1:

6、1:

8、1:

12、1:

15五组，料浆浓度分别为62.5%、65%、67.5%、70%四组，共计20组不同材料配比试验，每组试验进行3天、7天、28天和60天四个龄期的强度测试，每个龄期浇注3个试块，共计240个试块。

由于尾砂为细颗粒骨料，根据尾砂粒径，采用7.07×

7.07×

7.07cm3的金属模浇注，终凝后拆模，将试块轻轻放入养护池进行保湿养护，室温保持在20°

C左右，整过过程严格按试验操作规程进行试验。

充填材料配比单轴抗压强度结果见表8。

龄期与充填体基本力学性质的关系、灰砂比对充填体基本力学性质的影响、充填料浆浓度对充填体基本力学性质的影响变化规律如图7、图8、图9所示，从图中可以直观地看出随着龄期增长强度增大，随着水泥添加量的增大强度增加，随着料浆浓度的提高强度增大。

水泥添加量较少时，浓度对强度影响明显减小。

表8悦洋银多金属矿充填材料配比结果汇总表（全尾砂＋水泥）

序号

充填材料

灰砂比

试块

编号

重量浓度（%）

试块容重（g/cm3）

试块各龄期强度（MPa）

3天

7天

28天

60天

1

P.C32.5级硅酸盐水泥、全尾砂

1:

327-1

1.858

0.352

0.780

2.900

3.02

2

同上

327-2

67.5

1.774

0.254

0.647

2.267

2.646

3

327-3

65

1.751

0.189

0.507

1.967

2.23

327-4

62.5

1.720

0.157

0.472

1.637

1.84

5

6

327-5

1.811

0.183

1.607

1.64

327-6

1.783

0.131

0.388

1.373

1.38

7

327-7

0.094

0.317

1.047

1.167

8

327-8

1.712

0.079

0.265

0.883

0.92

329-9

1.801

0.104

0.310

1.040

1.107

329-10

1.769

0.084

0.277

0.850

0.91

329-11

1.743

0.065

0.245

0.687

0.801

12

329-12

1.721

0.035

0.210

0.560

0.657

329-13

1.827

0.047

0.218

0.573

0.653

14

329-14

1.772

0.045

0.173

0.437

0.46

15

329-15

1.740

0.153

0.403

0.407

16

329-16

1.704

0.028

0.149

0.353

0.347

331-17

1.802

0.039

0.098

0.387

0.445

331-18

1.745

0.029

0.071

0.307

0.315

331-19

1.717

0.022

0.056

0.243

0.253

331-20

1.668

0.020

0.046

0.177

0.192

通过上表可以计算出各浓度不同配比时充填体组成材料的消耗量，如下表9所示，充填料浆容重测定见表10。

表9不同配比时充填体组成材料消耗量

试块容重（kg/m3）

水泥

278.7

1114.8

266.1

1064.4

262.7

1050.6

258

1032

194

1164.2

191

1146.2

187.6

1125.6

183.4

1100.6

150.1

1200.7

147.4

1179.3

145.3

1162

143.4

1147.3

105.4

1264.8

102.2

1226.8

100.4

1204.6

98.3

1179.7

84.5

1267

81.8

1227

80.5

1207

78.8

1181.3

注：

试块含水率按25%计算

表10悦洋银多金属矿充填料浆容重测定表

（全尾砂＋水泥）

浓度

试验

单位

水

浆容重（g