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结构胶填充(常用的充填材料)

  来源：采矿知识 2022-06-06 20:09:00
结构胶填充(常用的充填材料) 充填工艺与设备中的胶结充填材料

A胶结充填体强度 一些矿山的胶结充填体强度资料汇总于表1中。 表1 生产矿山胶结充填体实际强度资料

我的名字凡口铅锌矿蛟津矿铜绿山铜矿大茶园矿斯特拉思·康拉(加拿大)金川镍矿二矿区招远金矿灵山分院Gabenberg矿(瑞典)
采矿方法填料水泥砂比填充强度(兆帕)
向上分层充填法尾矿胶结充填1:5~1:82~4
同上同上一点十分0.8~1
向上分层充填法尾矿填充、橡胶尾矿铺设1:5~1:63~4
同上干填和水泥路面300千克/立方米五
同上尾矿胶结充填一点半0.35~0.4
向下分层充填法-3毫米棒磨胶结充填1:41:83~41.2~1.6
同上河砂胶结充填1:6~1:82.45
同上尾矿胶结充填1:41:10~1:124.51.5~2.0
B胶凝材料 （1）水泥。水泥是胶结充填中主要胶结材料。常用325～425号水泥，其物理指标如表2。 表2 常用水泥的体重与容重 指数波特兰水泥重量(吨/立方米)体积密度(吨/立方米)
水泥的类型
高炉矿渣水泥火山灰
3.0~3.151.0~1.62.85~3.01.0~1.22.85~3.00.8~1.15
[next] （2）火山灰类。包括粉煤灰、高炉炉渣、反射炉渣等。矿渣需经磨碎，一般要求其粒度为-0.074mm的不低于40～50%。这类物质视其火山灰活性程度来确定能否部分代替水泥，作为胶凝物质，即取决于二氧化硅及氧化钙的含量。使用火山灰类物质前需进行实验室实验来确定其效果及加入量。 在我国使用这类材料仅有试验资料，尚未用于工业生产。从国外资料来看，是可以代替水泥和减少水泥用量，提高强度，降低成本。图1为水泥含量的8%时，加入不同量磨细的铜反射炉炉渣后的充填体强度与固化时间的关系曲线。

图1矿渣对充填体强度的作用曲线(矿渣含量为0，2，4，6，8，10，12%)

苏联五一矿采用全湿磨矿渣代替水泥，取得了良好的效果。炉渣的化学成分为:SiO 2 30%；Cao 47.3%；氧化镁3.4%；氧化铝37.23%。活性比率(Al2O3/SiO2)为0.2。磨细矿渣的粒度组成如下:

粒度(毫米)+0.3150.315~0.150.15~0.075-0.074含量(%)10~1520~2515~1842~50

【下一步】每立方米充填体加入砂1200kg、湿磨高炉矿渣400kg、石膏20kg、水350 ~ 380 L。6个月后强度为12MPa。c尾矿胶结充填材料尾矿胶结充填在国内外得到了广泛的应用，影响尾矿充填体强度的主要因素有:水泥含量及其浓度。在我国实际生产矿山中，灰的用量较高，灰砂比多为1: 8 ~ 1: 10。在国外可以看到用水泥含量低的尾矿胶结充填，灰砂比为1: 20 ~ 1: 30。为了提高顶底柱的回收率，矿块底部常采用1: 4 ~ 1: 6的灰砂比。水泥含量和养护时间对充填体强度的影响见图2。胶结物的浓度对充填体的强度有很大影响。浓度较低时，发生严重的水泥离析，使充填体强度大大降低。当充填浓度超过68 ~ 70%时，水泥离析基本消失。浓度、水泥含量与回填土强度的关系见图3。凡口铅锌矿的数据列于表3。图2水泥含量和养护时间对强度的影响

图3回填土强度与浓度的关系[下]

表3 凡口矿尾砂胶结充填体的水灰比与强度资料

水泥与尾矿的比率输送重量浓度(%)抗压强度R28(兆帕)1:31:31:31:41:41:41:41:51:51:51:5797065757370607573706512.46.966.008.507.537.005.534.403.303.003.00

胶结充填时，浓度应达到或超过68 ~ 70%，以解决水泥离析，提高充填体强度。当因条件限制浓度低于65%时(如必须泵送，但目前国内胶泵额定输送浓度为65%)，可加入絮凝剂。比如每100克水泥砂浆中加入0.4‰的聚丙烯酰胺1毫克，就可以达到减少水泥离析的效果。表4给出了焦家金矿地下固化充填采场取样的实际数据，其中离析指数是指两个取样点水泥含量差值与平均值的比值。

表4 焦家金矿充填体强度实际资料 采矿场7天306304306
水泥砂比运输集中度(%)抗压强度(兆帕)分离指数评论
28天
1:101:101:106250.7620.550.411.30.970.691.862.627.240.75添加絮凝剂
[next] D细砂胶结充填料 细砂系指山砂、河砂及棒磨砂等。我国许多矿山，如金川、凡口、铜绿山等矿均应用过细砂胶结充填，其中金川的经验及资料最为丰富。今列举金川生产及试验研究资料。山砂粒级组成如下： 颗粒尺寸(毫米)含量(%)颗粒尺寸(毫米)含量(%)颗粒尺寸(毫米)含量(%)
+0.63 0.63~0.3550.355~0.1520.196~0.152
0.72 6.9235.4614.52
0.152~0.1210.121~0.1010.101~0.080
25.199.486.48
0.080~0.066-0.066
0.041.24
充填料配比与充填体强度见表5。 表5 山砂胶结充填体配比及强度 浓度(%)1天6565656565657070707070707075757575757575
水泥细砂比率水泥用量(千克/立方米)水灰比试块抗压强度(MPa)
3天7天28天60天20天
1:21:41:51:61:81:101:21:41:51:61:81:101:201:21:41:51:61:81:101:205503262692261471425783342732301761437457833527123117914474.51.612.693.233.774.855.921.282.142.573.403.864.719.001.001.662.002.333.003.667.580.4100.2030.0900.0870.053 0.6300.1500.1500.0500.0400.0330.015 0.2260.1330.0960.0661.100.5230.2970.2270.1300.1703.7670.6170.4100.2500.2000.1160.0506.0301.0660.7230.4630.3270.2500.0831.3330.7470.3870.3530.2070.1777.1830.8130.5830.3730.2730.1970.0637.5571.5370.9670.5830.4300.2830.1172.9331.250.950.6580.3730.33011.002.9501.5001.3600.7500.4100.20013.8334.0303.4161.9161.6000.9570.5576.472.351.9651.7001.200.8309.8303.6832.2661.6001.0330.8760.15011.4005.253.9332.2601.8161.1500.3306.102.3751.5161.5600.935 11.153.952.351.6751.0750.7300.15016.405.35 2.0251.7850.900.20
[next] 棒磨砂粒组成如下： -3毫米棒状磨粒组合物颗粒尺寸(毫米)含量(%)颗粒尺寸(毫米)含量(%)
+2.52.5~1.21.5~0.60.6~0.30.3~0.15
3.727.7521.4026.2123.85
0.15~0.0740.074~0.044-0.044
10.722.473.89
棒磨砂浆收缩率及抗压强度见表6。 表6 -3mm棒磨砂浆收缩率及抗压强度 水泥砂比重量(%)1:41:41:41:61:61:61:81:81:81:101:101:10
集中材料消耗(千克/立方米)砂浆比重水渗透性(毫米/小时)收缩率(%)抗压强度(兆帕)
体积Cv水水泥沙R28R40R120
7075807075807075807075800.46010.52300.59370.46230.52490.59570.46330.52620.59680.46400.52680.5975540.0477.3406.4537.9475.0404.0536.7474.0403.2535.8473.3402.6250.0286.4325.1179.3203.5231.1139.2158.0179.2113.7129.1146.41008.01145.41300.51075.81221.51386.51113.11264.01433.61136.51190.61464.01.81.9072.0221.7931.92.0221.7891.8962.0161.7891.8932.02340.4049.2012.0226.3053.0031.6333.4982.8068.8026.0572.0062.0020.5413.025.4322.9212.054.8221.5112.466.9220.5411.905.434.0105.2007.2601.5802.4803.7301.2001.3501.6300.5700.7601.7004.9007.5009.0703.0002.8345.3301.6002.2002.5300.9331.1202.0836.4329.40011.1603.9664.3505.8001.6002.3002.9501.2461.4002.412
[next] E充填用混凝土 充填用混凝土的水泥量及水灰比是影响充填体强度及输出性能的主要因素。小水灰比流动性能差，需要矿车、电耙等方式运送，但在相同水泥含量条件下，可以达到较大的强度。 管路自流输送及泵送混凝土在一定的水泥含量时，从流动性出发有个最佳水灰比，使其塌落度满足于输送的要求。加大水灰比，因存在有粗骨料，反而会使流动性能变坏。由于矿山充填往往需要输送较长的距离，在确定水泥含量及水灰比时，应与输送方式及充填体强度综合考虑加以解决。表7为我国某些矿山充填用混凝土资料。 表7 国内各矿山充填用混凝土配比 我的名字砾石(m3/m3)凡口铅锌矿凡口铅锌矿稀有矿锑矿金川镍矿托里铬矿白坊铜矿711矿黄平铅锌矿
某物成分中不同元素的比例水灰比28天抗压强度(MPa)运输方式
河砂(立方米/立方米)尾矿(m3/m3)水泥(千克/立方米)
0.970.980.7 ~ 0.81248(千克/立方米)2180(千克/立方米)(戈壁集料)2150(戈壁集料)10.81130(千克/立方米)0.390.39 0.56.25(千克/立方米)0.3~0.4244246250~350208200 200 70~100170~2402501.231.2211.51 1.2 0.750.774.171.0~4.02.0~4.06.610.0 5.0 11.0自流浇注机，自流浇注机，电动耙，电动耙车浇注机
水泥:河砂:碎石= 1: 1.7: 2915.0矿车
金川公司拟用管路输送细石混凝土，曾在实验室试验水泥含量为180～250kg/m3，碎石（-15mm）含量550～660kg/cm3，粗砂（-5mm）含量760～570kg/cm3，棒磨砂（-3mm）含量190～218kg/cm3，水含量300～333kg/cm3的细石混凝土。28天强度为2.5～5.5MPa，塌落度为7.7～10cm。 

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