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期刊信息/Journal information
矿业研究与开发
矿业研究与开发

周爱民

双月刊

1005-2763

kyyk81@263.net

0731-88670962 88631209

410012

湖南省长沙市麓山南路343号

矿业研究与开发/Journal Mining Research and Development北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是经国家科技部和新闻总署批准国内外公开发行的矿业技术类期刊，由中国有色金属学会和长沙矿山研究院主办。主要刊载采矿、地压选矿、爆破、矿山机电与自动化、矿山计算机应用、矿山环保、资源综合利用、特殊采矿及经营管理等方向的内容。主要面向矿山企业、科研设计、高等院校、矿业经营管理等部门的工程技术人员、管理干部和师生。
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    电除尘粉煤灰对铅锌尾砂胶结充填体性能的影响

    彭亮蒋冲江科杨奥生...
    81-88页
    查看更多>>摘要：为研究电除尘粉煤灰(EFA)对铅锌尾砂胶结充填体性能的影响规律.通过坍落度测试和流变性计算,分析了料浆的流动性.同时,测定了充填体抗压强度的变化情况,并通过低场核磁共振技术(L-F NMR)分析了充填体孔隙的变化规律.结果表明,EFA和普通硅酸盐水泥(OPC)的最佳掺比为EFA:OPC=4:6.此时,料浆的坍落度为27.0 cm,且其屈服应力和塑性黏度分别降低了 16.60 Pa和0.0258 Pa·s.在最佳的EFA掺比下,后期充填体强度显著增加,且在第28天养护龄期下的充填体抗压强度最高,为2.76 MPa.同时,L-F NMR测试结果表明,在最佳的EFA掺比下,后期充填体中的孔隙率显著降低,第28天时充填体总孔隙率为12.50％,充填体中的微孔、过渡孔、中孔和大孔的孔隙率分别为5.51％、4.48％、1.37％和1.14％.铅锌尾砂充填效果改善的原因是最佳的EFA掺比改善了料浆的颗粒级配,降低了料浆的屈服应力和塑性黏度,同时,改善了充填体的内部结构,降低了孔隙率,提高了充填体的密实性和抗压强度.

    电除尘粉煤灰抗压强度低场核磁共振孔隙率

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    磷石膏-水泥基复合充填材料的综合性能和细观水化机理

    毕颖赵文斌
    89-94页
    查看更多>>摘要：为提高矿山充填膏体的性能与环保效益,采用磷石膏-水泥复合胶凝剂制备了胶结充填膏体,分析了坍落度、干燥收缩率、渗透系数与强度等指标受胶凝剂配比和骨料性质的影响规律,并对充填膏体的细观水化机理进行了分析.结果表明:磷石膏-水泥胶凝剂对充填膏体流动性、收缩性和强度均有改良效果;磷石膏掺量是影响膏体性能的重要因素,当磷石膏掺量为20％时,充填膏体抗压、抗折强度最高,渗透率和收缩率最低,耐久性最好;一定比例的含钢渣粗骨料可以增加磷石膏-水泥基充填膏体的强度;磷石膏具有较好的化学活性,在反应过程中促进了絮凝状胶凝产物的形成,在细观上提高了膏体密实度,增强了矿山充填膏体的综合性能.利用磷石膏-水泥基充填膏体实施自流充填采矿工艺,不仅有利于节约开采成本,还实现了磷石膏的资源化利用,在绿色矿山建设中具有广阔的应用前景.

    充填膏体磷石膏综合性能微观结构水化机理

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    生活垃圾焚烧飞灰-底渣协同制备充填体力学性能研究

    刘音房昊闵令冉王春春...
    95-103页
    查看更多>>摘要：为妥善处理生活垃圾焚烧产物(焚烧飞灰和焚烧底渣),从固体废弃物协同利用的角度出发,探究焚烧飞灰与焚烧底渣替代部分水泥应用于矿山充填领域的可行性.将生活垃圾的焚烧飞灰与焚烧底渣混合制备充填体,对养护龄期为3,7,28 d的充填体开展单轴抗压强度测试,基于混料试验设计建立抗压强度回归模型,结合响应面法分析不同掺量的焚烧飞灰和焚烧底渣对充填体力学性能的影响规律,并得出掺量最优配比.研究结果表明:当焚烧飞灰为35.3％、焚烧底渣为40.4％、水泥为24.3％,质量浓度为70％时,充填体的力学性能指标达到最优.掺入适量的焚烧飞灰和焚烧底渣可以延长水化反应过程,显著提高胶凝体系的水化反应程度,根据XRD测试和SEM观测得出,主要水化产物为水化硅酸钙和钙矾石,使充填体内部形成致密网状结构,进而提高充填体力学性能.

    充填体焚烧飞灰焚烧底渣优化配比水化机理

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    不同纤维掺量磷石膏胶结体损伤特性及本构模型研究

    张卫中唐杰孔德华康钦容...
    104-111页
    查看更多>>摘要：为了提高磷石膏胶结体的强度及韧性,开展了掺纤维提高磷石膏胶结体力学强度特性的试验,对聚丙烯纤维含量分别为0、0.5％、0.75％、1％、1.25％的磷石膏基复合胶结体损伤规律进行了研究.研究发现:(1)随着聚丙烯纤维掺量的增大,磷石膏胶结体的峰值应变与抗压强度均呈现一定程度的提升,抗压强度与弹性模量均呈先增大后减小的趋势,最优纤维掺入量为0.75％;(2)不同纤维掺量的胶结体试件其应力-应变曲线具有相似形态,而掺纤维胶结体与普通磷石膏胶结体在应力-应变曲线上的差别表明,纤维的掺入能提高胶结体的峰后残余强度以及韧性,可明显改善磷石膏胶结体的抗压强度特性;(3)基于应变等价理论、统计损伤理论,引入了 5种损伤修正系数,推导出了掺纤维磷石膏胶结体单轴受压损伤本构模型,建立了不同纤维掺量下磷石膏胶结体的单轴受压损伤本构方程及损伤演化方程;(4)将理论曲线与试验曲线对比,发现各曲线具有相似形态,且二者在峰值处吻合度较好,表明所建立的理论本构模型对不同纤维掺量磷石膏胶结体的分析和研究具有一定的参考价值.研究成果可为磷石膏基复合材料在固废胶结充填现场的应用提供一定的理论支撑.

    磷石膏胶结体聚丙烯纤维本构模型损伤演化抗压强度

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    全尾砂固废基充填材料胶凝特性与纤维强化效应研究

    王冲刘国磊何国志李公成...
    112-120页
    查看更多>>摘要：针对某金矿全尾砂超细颗粒含量高导致充填体强度不足的问题,选用矿山固废制备碱激发胶凝材料,加入不同长度聚丙烯纤维(3～18 mm)作为增强剂,研究其对充填材料流动性和抗压强度的影响,并借助SEM从微观结构揭示材料胶凝特性和纤维强化效应.结果表明:(1)全尾砂中超细颗粒表面极易形成水膜,导致黏结力下降,这是造成充填体强度偏低的主要原因;(2)随着纤维长度增加,充填料浆坍落度、流动度、稠度均降低,泌水率先降低再增大;(3)充填体抗压强度随纤维长度增加先升高后降低;当纤维长度为12 mm时,3 d抗压强度和28 d抗压强度达最大值,分别为3.12 MPa和8.05 MPa,较同龄期未掺纤维试块分别增加了254.55％和41.48％;(4)纤维在基体中发挥桥接和锚固作用,有效抵抗和传递外界荷载,增加充填体抗压强度,但纤维过长易造成团簇和缠结而形成弱面,导致其强度削减.

    全尾砂聚丙烯纤维胶结充填碱激发抗压强度

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    纤维增强尾砂充填体强度机制及关键影响因素研究

    齐红霞赵庆新张庆超冯国力...
    121-127页
    查看更多>>摘要：为研究纤维增强尾砂充填体强度机制以及长时养护下的关键影响因素,采用室内试验和理论分析方法,测试分析120 d长时养护条件下纤维含量、长度、种类对增强尾砂充填体强度的影响,结合Mohr-Coulomb强度理论分析纤维增强尾砂充填体机制.结果表明:当掺纤维含量较低时,近水平纤维段的拉紧力是增强尾砂充填体强度的内因;随着纤维含量的增加,尾砂充填体试样单轴抗压强度变化特征与纤维长度密切相关,当纤维长度较小时,试样单轴抗压强度呈现先增加后减小的变化特征,当纤维长度较大时,试样单轴抗压强度呈现先减小后增加再减小或先减小后增加的变化过程;随着聚丙烯纤维长度的增加,试样单轴抗压强度变化过程为先增加后降低再增加再降低;纤维种类对尾砂充填体单轴抗压强度和破坏形态影响明显,相较于聚丙烯纤维,掺玻璃纤维更有利于提升尾砂充填体单轴抗压强度,但在提升韧性方面则相对较弱,破坏程度和范围也更大.研究成果对井下采空区掺纤维尾砂膏体充填、深井沿空留巷等具有一定的参考价值.

    尾砂充填体聚丙烯纤维玻璃纤维单轴抗压强度破坏形态

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    复合胶凝剂在贵州云峰铝土矿充填膏体中的应用研究

    张佳吴文李磊凯
    128-134页
    查看更多>>摘要：为促进工业废渣的资源化利用和降低充填采矿的碳排放,采用水泥-矿渣-赤泥复合胶凝剂对贵州云峰铝土矿充填料浆进行改性,对充填体试件开展了抗压强度、抗折强度、收缩率、渗透率、抗冻融耐久性测试与微观结构观测,分析了胶凝剂掺量对充填体性能的影响规律及其机理,并结合现场观察评价了充填采矿的经济效益.结果表明:相较于单掺水泥的充填膏体试件,经赤泥和矿渣微粉改性的试件的抗压强度、抗折强度、干燥收缩性、抗渗性能与抗冻融耐久性均显著提高;当复合胶凝剂中的水泥、矿渣和赤泥质量比为2∶1∶1时,充填膏体的各项性能达到最佳;采用复合胶凝剂能够促进胶凝材料的水化反应和微集料反应,进而提升充填膏体的物理力学性能.贵州云峰铝土矿自流充填平台的应用实例表明,采用水泥-矿渣-赤泥复合胶凝剂改性充填膏体,提高了固废资源化利用效率,同时可创造显著的经济效益.

    充填膏体胶凝剂固废资源物理力学性能

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    不同流变剂对某矿全尾砂膏体充填性能的影响

    李广波盛宇航刘杰杨柳...
    135-141页
    查看更多>>摘要：为了保证某矿全尾砂膏体充填料浆的安全高效输送,采用定性和定量分析方法分析了不同流变剂类型及掺量对于料浆流变特性和充填体强度的影响规律.结果表明:添加3种流变剂后,膏体充填料浆的流变特性得到明显改善,且掺量越多,流变参数整体降幅越大,但掺量过多会使料浆产生离析沉降现象.添加流变剂后,对于充填体1 d强度影响较大,但对于3 d、7 d、14 d、28 d强度几乎无影响.最佳流变剂选型为YSKJ01,掺量为0.4％时,全尾砂膏体充填性能达到最优.从微观角度阐述了流变剂对于改善全尾砂胶结充填料浆流变特性的作用机理,为该矿全尾砂膏体充填配比设计提供参考.

    充填料浆流变剂流变特性充填体强度

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    充填搅拌放料系统料位控制及稳态放料参数优化研究

    刘伟任高峰江科盛佳...
    142-148页
    查看更多>>摘要：充填搅拌设备料位控制是实现料浆均质化的关键,频繁的料位和流量波动对料浆质量及输送管网造成较大影响,最终导致充填质量下降和成本增高.为解决某矿山充填料位和放料流量难以控制的问题,通过构建理论计算模型,提出搅拌放料系统的压头损失计算公式,得到放料管管径D与出料口流速U成反比,屈服剪切应力与容重比值τ0/γ、黏性系数η与容重γ比值(η/γ)跟搅拌桶料位Hj成正比.充填材料试验结果表明,随着料浆质量浓度Cw的增大,τ0/γ、η/γ同样增大,有利于搅拌桶内料位的提升.以料浆质量浓度分别为74％、72％、70％、68％及放料管管径为140 mm、125 mm为变量,计算分析得出在Cw=74％、D=140 mm和Cw=72％、D=125 mm两种工况下,搅拌桶粒位分别为1.59 m、1.65 m,处于搅拌桶最佳运行料位范围.为进一步验证公式的合理性,以Space Claim软件构建搅拌放料系统模型,基于Fluent进行数值模拟分析,结果显示,放料管单位长度沿程压头损失及料浆出口流速模拟结果与理论计算值相对误差均在10％以内,研究表明所提出的搅拌放料系统的压头损失计算公式在优化料位控制和稳态放料方面具有良好的指导意义.

    搅拌桶料位充填料浆料浆质量浓度稳态放料放料管道数值模拟

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    桨叶复合结构对充填料浆均质化的影响研究

    石勇郑伯坤段弘宇黄腾龙...
    149-155页
    查看更多>>摘要：为实现料浆均质化制备,借助三维建模软件建立涡轮式搅拌机模型,运用流体软件开展了不同桨叶结构对充填料浆制备的影响研究,揭示了料浆在不同桨叶结构扰动下的运动状态及分布情况,分析了不同桨叶结构下料浆的搅拌效果.结果表明:不同角度单桨叶搅拌桶内都会产生单个涡流,对形成均质化料浆有一定的扰动作用;与45°和90°桨叶相比,60°桨叶兼顾径向搅拌能力和轴向输送能力,不仅能有效促进团聚体的分离,还能促进料浆整体循环流动;上下正反斜60°复合搅拌叶片在搅拌过程中形成了独有的上下双涡流,有极强的剪切和轴向输送能力,相比于60°单桨叶,其搅拌效果显著增强,加快了料浆的均质化;虽然60°复合桨叶正常工作所需的功率是60°单桨叶的两倍,但其整体的搅拌效果明显更优.

    桨叶复合结构高效活化搅拌搅拌特性料浆均质化数值模拟

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