摘要：大尹格庄金矿为招金矿业股份有限公司的直属企业，是国家“七五”期间重点投资兴建的十大黄金矿山之一,矿体具有埋藏深、矿石储量大、含金品位低和矿体形态变化复杂难采的综合特点，是典型的缓倾斜厚大破碎难采矿体。大尹格庄金矿已于2012年底开始建设胶结充填系统。下面就对大尹格庄金矿尾砂胶结性能的试验进行分析，以供借鉴参考。
关键词： 胶结性能；粒径累积；自由沉降；强度分析；
1 概述
本次大尹格庄金矿尾砂胶结充填材料试验研究的尾砂包括全尾砂和分级尾砂两种，进行大尹格庄金矿的尾砂胶结充填试验，为大尹格庄金矿的胶结充填材料的配比选择和充填体的数值模拟提供参数依据。
2尾砂粒径累积的分布曲线和粒径累积率分析
由实验数据可以得到尾砂粒径累积的分布曲线和粒径累积率分析表2-1所示。
通过试验数据分析可以得到：全尾砂的中值粒径D50=12.13μm，则说明全尾砂-12.13μm的细颗粒含量约占50%，属于超细尾砂；分级尾砂的中值粒径为D50=139.94μm，说明分级尾砂-139.94μm的颗粒含量约占50%，属于粗粒级尾砂。
3全尾砂料浆自由沉降结果分析
根据以上表格的试验数据，以沉降时间为横坐标，澄清层高度为纵坐标，将记录的沉降数据填入坐标系中，得到沉降曲线图。
试验结果表明，在沉降过程中，三种浓度的料浆在前160min沉降速度较快，160min后速度趋于平缓，300min后澄清层的变化不大，360min后基本结束。从坐标纸读数可以看出，浓度越小的砂浆沉降速率越快。三只量筒全尾砂料浆的最大自由沉降浓度依次为60%、61.5%、63.6%，其达到最大沉降浓度所需的时间均为360min，说明大尹格庄金矿超细全尾砂沉降速率较慢，且浓度越小沉降速率越快。
4孔隙率
孔隙率是指一定体积范围内，孔隙体积占总体积的百分比。充填物料的孔隙率与粒级组成及颗粒间的排列方式有关。一般按如下公式计算。
由试验数据计算得出，全尾砂的孔隙率54.03%，分级尾砂的孔隙率47.01%。
5尾砂化学性质
分级尾砂相比全尾砂只是将尾砂中超细部分过滤出去，因此在化学成分组成上应无明显差别。此次尾砂化学成分分析试验，选取全尾砂，委托化学分析检测中心进行.得到全尾砂的化学成分组成。考察充填材料的化学成分，主要是为了研究充填料的化学成分对充填体的影响和作用。如果充填料中含有较多Al2O3、CaO、MgO的等则对充填后的胶结和凝聚有利，可适当降低灰砂比以节约成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是如果充填料中的SiO2含量高，则会降低充填料的胶结性，应适当增大灰砂比以保证充填体的强度。
由试验结果分析可知，大尹格庄金矿全尾砂主要化学成分中SiO2含量较高，这些氧化物通常不利于提高胶结充填体的强度，应该适当增大选定的灰砂比。
6分级尾砂料浆自由沉降结果分析
根据试验数据，以沉降时间为横坐标，澄清层高度为纵坐标，将记录的沉降数据填入坐标系中，得到沉降曲线图。
试验结果表明： 分级尾砂的自然沉降以粗颗粒的沉淀离析为主。在沉降过程中，三种浓度的料浆在前720s沉降速度较快，720s后速度趋于平缓，960s后澄清层的变化不大，沉降基本结束。三只量筒分级尾砂料浆的最大自由沉降浓度依次为54.1%、66.9%、84.9%，其达到最大沉降浓度所需的时间均为960s，即16min左右，说明大尹格庄金矿粗粒级分级尾砂沉降速率很快。
7黏度试验
经过试验分析得知，1)灰砂比一定，浓度越高，黏度越大。2)而浓度一定，灰砂比越大，黏度也越大。3)总体上看，浓度一定时灰砂比对料浆黏度值的影响小于同灰砂比时浓度对黏度的影响，证明对料浆黏度影响最大的因素是料浆浓度。
8尾砂流变性能试验
尾砂的流变性能试验，主要集中在全尾砂方面，根据之前矿山少量的分级尾砂胶结充填经验，分级尾砂满足矿山使用要求。全尾砂胶结料浆的配比选择经过理论经验和尝试试验确定为：配比为1：4，1：6，1：8，1：10；浓度为65%，68%，70%和72%。
9坍落度试验
料浆由于自重将会坍落，由坍落度筒顶到坍落料浆顶部的距离就叫坍落度。坍落度是表征尾砂充填料浆流动性的重要参数。它的力学含义是料浆因自重而流动、因内部阻力而停止的最终变形量。它的大小直接反映着料浆流动性的好坏与流动阻力的大小，其值主要取决于料浆中固体颗粒的级配和料浆浓度。作为流动性指标，坍落度愈大表示拌合物的流动性愈大。
配制胶结充填料浆，将料浆分次均匀倒入坍落度筒内，捣实装满后，双手均匀快速的拔起，测量料浆由于自重而坍落后的高度，记录到表4-2。
坍落度越大说明料浆流动性越好，但坍落度过大则和易性较差，容易产生离析、泌水。当坍落度符合要求时，要辅以观察粘聚性、保水性情况。矿山充填中，坍落度小于22 时，充填料浆流动阻力较大，在充填倍线较小的条件下难于实现自流输送，而需采用泵压输送。当坍落度在23～27.5 cm范围内，可基本上满足自流输送要求，由此可以看出浓度65%～70% 和配比为1：8，1：10浓度72%的料浆可以达到要求。
10试验结论
本次试验通过对大尹格庄金矿尾砂的物理化学性质分析、以及胶结充填试件强度分析，得到了以下参数：
(1)充填料浆浓度愈高，抗压强度愈高；灰砂比(水泥用量)愈大，充填体抗压强度愈高；一定的灰砂比和浓度的充填体，养护龄期越长，抗压强度越大。
(2)对于灰砂比一定的试件，料浆浓度越高，不同龄期强度增长幅度越大，同时灰砂比越大时，不同龄期的充填体强度差别也越大。
(3)龄期相同时，灰砂比越大，抗压强度越大，且抗压强度随着料浆浓度的增大而增大。龄期为3d时，所有试件的抗压强度相差最小；龄期为7d时，水化反应正在进行，试件的强度不断提高；各试件的抗压强度差值在龄期为28d时达到最大。
(4)相同龄期相同浓度配比下，分级尾砂胶结试件强度明显大于全尾砂胶结试件强度；随着龄期的增大，两种试件的强度差距也逐渐增大。
参考文献：
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论文作者:李江
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
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