[發明專利]一種采礦用混合骨料充填料漿配比決策方法

有效

• 申請號: 201710463197.6
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107117888B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 高謙;楊志強;李立濤;肖柏林;楊曉炳;張鵬;董越;王永定
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司;北京科技大學
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 孫久姍;李子健

本發明公開了一種采礦用混合骨料充填料漿配比決策方法，開展混合骨料堆積密實度測試，繪制混合骨料堆積密實度與粗細骨料配比的關系曲線，獲得最大堆積密實度對應的粗細骨料配比；開展不同膠凝材料用量和質量濃度的膠結充填體的強度正交試驗以及充填料漿塌落度、流動度、分層度和泌水率的正交試驗，建立膠結充填體強度以及充填料漿管道輸送特性參數與膠凝材料用量、質量濃度的函數關系，以充填料漿材料成本為決策目標，以膠結充填體設計強度，以及充填料漿管道輸送或泵送特性參數的臨界值為約束條件，建立混合骨料充填料漿配比的決策模型；求解決策模型，獲得膠凝材料用量和質量濃度。本發明能夠降低充填采礦成本，減少固體廢棄物排放。

技術領域

本發明涉及充填采礦領域，具體涉及一種采礦用廢石粗骨料充填料漿配比決策方法。

背景技術

充填法采礦能夠將廢石、廢渣、廢水、尾砂等廢棄物回填到地下采空區，不僅能有效控制采場地壓，控制地表沉陷和巖層移動，而且還可以減少廢棄物堆放，實現無廢或少廢綠色資源開發與綜合利用，從而保護環境和控制地質災害。充填采礦法將充填骨料、膠凝材料和水，按照一定配比混合和均勻攪拌，制備成滿足礦山充填體設計強度和管道輸送條件的充填料漿，通過充填管道、自流或泵壓輸送到地下采場。目前充填法采礦主要以水泥作為膠凝材料，以尾砂或棒磨砂作為充填骨料。與其他采礦方法相比，充填采礦法采礦成本高、生產能力低以及回采工藝復雜，因此充填采礦經濟效益差，是影響充填采礦法推廣應用的關鍵所在。將廢石替代棒磨砂應用于充填法采礦，不僅可以提高膠結充填體強度，而且還能夠減少廢棄物排放，是充填法采礦研究發展方向。

工程實踐表明，廢石粗骨料充填料漿存在分層離析技術問題，導致料漿在管道輸送過程中堵管、爆管；料漿分層離析還造成膠結充填體強度不均勻，降低膠結充填體強度和整體穩定性；同時充填料漿流動性變差，造成充填接頂率低，潛在充填采場頂板沉降、地表巖移甚至塌陷等地質災害。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種采礦用廢石粗骨料充填料漿配比決策方法，該方法在廢石中摻入一定比例的細骨料，調整混合骨料級配，同時優化料漿配比，實現混合骨料充填料漿高濃度高流態輸送。

上述目的是通過下述方案實現的：

一種采礦用混合骨料充填料漿配比決策方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將廢石粗骨料與細骨料以不同配比混合，開展混合骨料堆積密實度測試，根據測試結果，繪制混合骨料堆積密實度與粗細骨料配比的關系曲線，獲得最大堆積密實度對應的粗細骨料配比；

(2)選擇混合骨料充填料漿的膠凝材料用量和質量濃度作為充填料漿配比決策參數；根據步驟(1)獲得的粗細骨料的配比，開展不同膠凝材料用量和質量濃度的膠結充填體的3d、7d、28d強度正交試驗；根據正交試驗結果，采用統計回歸分析方法，建立膠結充填體強度與膠凝材料用量和質量濃度的函數關系；

(3)根據步驟(1)獲得的粗細骨料的配比，開展不同膠凝材料用量和質量濃度的充填料漿塌落度、流動度、分層度和泌水率的正交試驗；根據正交試驗結果，采用統計回歸分析方法，建立充填料漿的塌落度、流動度、分層度、泌水率與膠凝材料用量和質量濃度的函數關系；

(4)根據礦山管道自流輸送充填或泵送充填的要求，確定膠結充填體3d、7d、28d設計強度，以及充填料漿塌落度、流動度、分層度、泌水率的臨界值；以充填料漿材料成本為決策目標，以膠結充填體3d、7d、28d設計強度，以及充填料漿塌落度、流動度、分層度、泌水率的臨界值為約束條件，建立混合骨料充填料漿配比的決策模型；求解混合骨料充填料漿配比的決策模型，獲得膠凝材料用量和質量濃度，即獲得混合骨料充填料漿的配比。

本發明的有益效果：