尾砂級(jí)配對(duì)充填體強(qiáng)度的影響及優(yōu)化

汪海萍，譚玉葉，吳 姍，周家祥，王 雨

（1．北京科技大學(xué) 金屬礦山高效開(kāi)采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083；2．北京科技大學(xué) 土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京100083；3．武漢鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限責(zé)任公司 大冶鐵礦，武漢430080）

全尾砂充填地下空區(qū)可以解決極厚礦體、礦柱回采的貧化率大、損失率大、“三下”資源開(kāi)采安全性低等問(wèn)題，同時(shí)進(jìn)行深部巖體地壓控制［1］，不僅可以保護(hù)地表建筑、有效控制地表塌陷區(qū)和錯(cuò)動(dòng)區(qū)，還可以安全處理礦山大量尾礦，保護(hù)礦山環(huán)境。

礦山應(yīng)用充填采礦法時(shí)，采場(chǎng)圍巖的穩(wěn)定性取決于膠結(jié)充填體的強(qiáng)度，充填體強(qiáng)度是節(jié)約充填成本與保障采場(chǎng)安全作業(yè)的重要因素。充填料漿膠結(jié)成型是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，受尾砂級(jí)配、料漿濃度、灰砂比、齡期以及初凝、終凝時(shí)間等多因素影響。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)在料漿濃度、灰砂比和齡期對(duì)充填體強(qiáng)度影響方面做過(guò)很多研究［2－6］，但關(guān)于尾砂級(jí)配對(duì)充填體強(qiáng)度影響方面的研究還很少。大量礦山充填實(shí)踐表明，尾砂充填體膠結(jié)強(qiáng)度與其材料的級(jí)配特征相關(guān)［7］。因此，研究尾砂級(jí)配對(duì)充填體的影響具有重要意義。

本文主要研究尾砂級(jí)配對(duì)充填體強(qiáng)度的影響，通過(guò)對(duì)三種全尾砂粒級(jí)組成分析，結(jié)合充填體單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，分析兩者之間的關(guān)系。借助XRD能譜分析和SEM分析，初步得出尾砂級(jí)配對(duì)充填體水化反應(yīng)的影響。再對(duì)充填試塊強(qiáng)度較低的全尾砂進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)化級(jí)配以期提高充填體強(qiáng)度。……