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黄金科学技术 ›› 2018, Vol. 26 ›› Issue (4): 528-534.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2018.04.528

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尾砂胶结充填体三维空间强度分布相似模拟试验研究

李文臣1,2,郭利杰1,2,*,陈鑫政1,2,李宗楠1,2,李欣1,2   

  1. 1北京矿冶科技集团有限公司，北京 102628
    2国家金属矿绿色开采国际联合研究中心，北京 102628
  • 收稿日期:2018-03-31 修回日期:2018-05-18 出版日期:2018-10-10 发布日期:2018-10-17
  • 通讯作者: 郭利杰
  • 基金资助:
    国家重点研发计划“基于有色冶炼渣的绿色充填胶凝材料制备及其性能合作研究”（编号：2017YFE0107000）、国家自然科学基金面上项目“采场充填体的三维应力解析及其强度设计理论”（编号：51774040）和北京矿冶研究总院青年创新基金“碱激发铅锌冶炼渣制备充填胶凝材料研究”（编号：QC201728）联合资助

Similarity Simulation Experiment on Strength Distribution in Three-Dimen-sional Spatial of Cemented Tailing Backfill

Wenchen LI1,2,Lijie GUO1,2,*,Xinzheng CHEN1,2,Zongnan LI1,2,Xin LI1,2   

  1. 1Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy Technology Group，Beijing 102628，China
    2National Center for International Joint Research on Green Metal Mining，Beijing 102628，China
  • Received:2018-03-31 Revised:2018-05-18 Online:2018-10-10 Published:2018-10-17
  • Contact: Lijie GUO

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759

摘要：

为探究尾砂胶结充填体强度分布规律，根据某铜矿阶段空场嗣后充填采场尺寸进行了相似模拟试验设计。按照弗劳德相似准则开展模拟井下充填流速和充填流量的充填试验，对胶结充填体三维方向进行了取样及单轴抗压强度试验，系统分析了充填体强度在纵向、横向和竖向3个方向上的分布规律。结果表明：阶段空场嗣后充填采场在一次连续充填段，尾砂胶结充填体单轴抗压强度存在显著的不均匀性；在采场纵向，即料浆流动方向，充填体强度总体上先降低后升高；在横向上具有中间高两边低的趋势；在竖向上表现为由下向上逐渐降低的分布规律。根据以往研究和本次试验可知，尾砂胶结充填体在三维空间上分布不均匀主要是由尾砂级配、水泥含量、固结时料浆实际浓度和流动沉降特性等因素共同作用导致的。

关键词: 胶结充填体, 相似模拟, 三维空间, 强度分布, 尾砂, 流动沉降

Abstract:

To discover the distribution law of cemented tailing backfill，a similarity simulation experiment was designed according to the size of sublevel filling open stope in a copper mine.According to Froude similarity criterion，filling experiments were carried out to simulate filling velocity and filling amount.Samples were drilled from three dimensional space and uniaxial compressive strength （UCS） experiments were performed on all samples.UCS distribution laws of cemented backfill samples in three dimensional were analyzed.The results show that：UCS of cemented tailing backfill①Shows marked nonuniform in sublevel open stope；②Step down and then rise in the longitudinal；③On the transverse，the middle is higher than the fringes；④On the vertical，the strength on bottom is commonly higher than the top.According to previous studies and this experiment，the nonuniform distribution of cemented tailing backfill is mainly caused by factors such as tailing gradation， cement content and slurry concentration during consolidation and flow settlement characteristics

Key words: cemented backfill, simulation experiment, three-dimensional space, strength distribution, tailings, flow deposition

中图分类号: 

  • TD853

图1

分级尾砂粒度分布曲线"

图2

采场充填料浆流动相似模拟试验平台示意图"

图3

采场充填料浆流动相似模拟试验平台"

图4

充填料浆在试验装置形成的胶结充填体"

图5

充填体三维方向取样示意图"

图6

相似模拟试验充填体取样图"

图7

充填体单轴抗压强度试验结果"

图8

充填体单轴抗压强度在纵向上的分布"

图9

下层充填体单轴抗压强度在纵向上的分布"

图10

中层充填体单轴抗压强度在纵向上的分布"

图11

上层充填体单轴抗压强度在纵向上的分布"

图12

充填体单轴抗压强度在横向上的分布"

图13

充填体单轴抗压强度竖直方向上的分布"

图14

充填料浆在纵向上的中值粒径D50分布"

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