1、膏體充填料具有穩(wěn)定性好、不離析、進入采場后無脫水、可實現(xiàn)遠距離輸送、充填成本低等顯著優(yōu)點，膏體充填技術日益為采礦界所關注，并在各國礦山得到推廣應用。會澤鉛鋅礦基于深井開采安全、生態(tài)環(huán)境保護和提高資源回收率的考慮，擬以全尾砂和煉鉛爐渣為基本材料實現(xiàn)多相復合膏體充填。由于既有關于分級尾砂、全尾砂、砂(細)石等膏體充填料配比及輸送參數(shù)的研究成果只能借鑒而不能直接應用于全尾砂和煉鉛爐渣的多相復合膏體充填。因此，本文通過全尾砂和煉鉛爐渣膠凝特性試

2、驗、膏體充填料機械力化學效應研究、膏體充填料管道輸送試驗、膏體充填料制備及輸送工程化技術研究，優(yōu)化全尾砂-煉鉛爐渣多相復合膏體充填料配比和輸送參數(shù)，建成全尾砂-煉鉛爐渣多相復合膏體充填技術在會澤鉛鋅礦應用的工程范例。
　　 本文主要研究內容和研究成果如下：
　　 (1)材料性能測試分析認為，全尾砂顆粒較細，煉鉛爐渣顆粒較粗，兩者在粒度分布上具有互補性，全尾砂和煉鉛爐渣混合能夠制備出符合膏體標準的充填料。試驗表明，全尾砂-

3、煉鉛爐渣多相復合膏體充填料，具有良好的穩(wěn)定性、可塑性、流動性和強度特性，選礦廢水用于全尾砂-煉鉛爐渣多相復合膏體充填料制備對膏體充填料的性能沒有影響。
　　 (2)膏體充填料性能試驗表明，由于全尾砂為白云質巖石，煉鉛爐渣為多相結構的珠狀玻璃熔融體，膏體充填料的凝固性能、強度性能都很差。Ca(OH)2能夠促使膏體充填料正常凝固，但會損害膏體充填料的長期強度指標，因而不宜以Ca(OH)2用作全尾砂-煉鉛爐渣多相復合膏體充填料的促凝劑

4、。
　　 (3)通過對全尾砂-煉鉛爐渣多相復合膏體充填料機械力化學效應的探索和試驗，掌握了機械激活對膏體充填料的作用機理，解決了膏體充填料不能凝固和強度低的問題。通過高能活化攪拌的機械力化學作用，激發(fā)了細粒級全尾砂具有的膠體活性，破壞了煉鉛爐渣原有表面形態(tài)及結構，加快了水泥水化反應的速度，從而促進膏體充填料的凝固，提高膏體充填體的強度。同時，試驗表明，機械力化學攪拌的膏體充填料具有更好的流變性質，膏體充填料的坍落度值、稠度值減小

5、，穩(wěn)定性、可塑性和流動性提高。
　　 (4)開發(fā)了適合于會澤鉛鋅礦全尾砂-煉鉛爐渣多相復合膏體充填料輸送參數(shù)測試的全尺寸環(huán)管泵送試驗平臺，通過全尺寸環(huán)管泵送試驗，獲得了不同配比膏體充填料的輸送參數(shù)。采用灰色理論對管流沿程阻力的影響因素進行了灰色關聯(lián)排序，確定充填料濃度和輸送流量是影響管流沿程阻力的決定性因素。試驗研究發(fā)現(xiàn)，管流沿程阻力與輸送流量(或流速)成正比例直線關系、與充填料濃度成正比例的乘冪關系。
　　 (5)在全

6、尺寸環(huán)管泵送試驗的基礎上，分析和推導了各個組方膏體充填料的管流沿程阻力計算式，建立了膏體充填料在輸送管道直徑DN150mm時管流沿程阻力計算的會澤公式，并檢驗和證明了會澤公式的適用性。
　　 (6)對膏體充填料的流變特性研究認為，全尾砂-煉鉛爐渣多相復合膏體充填料具有黏塑性體的流變特性，其流變模型為非牛頓流體的賓漢(Bingham)體模型。通過全尺寸環(huán)管泵送試驗和L形管道輸送試驗，分析計算了膏體充填料的流變參數(shù)τ0和η，總結出膏

7、體充填料管道輸送的初始屈服應力τ0隨著充填料濃度的增高而增大、在水泥含量較低時隨著水泥含量的增加而減小、在水泥含量較高時隨著水泥含量的增加而增大的變化規(guī)律。
　　 (7)采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法，構建了管流沿程阻力與充填料濃度、輸送流量、水泥含量及全尾砂含量的非線性復雜關系的分析計算模型，揭示了膏體充填料管道輸送阻力與其影響因素的內在規(guī)律。采用混沌優(yōu)化方法，計算得到全尾砂-煉鉛爐渣多相復合膏體充填料的最佳輸送參數(shù)。
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