基于傾斜管道實(shí)驗(yàn)的礦山充填膏體流變特性研究

張 兵 劉曉輝 王貽明

(1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；2.中色非洲礦業(yè)有限公司，贊比亞 基特韋)

基于傾斜管道實(shí)驗(yàn)的礦山充填膏體流變特性研究

張 兵1,2劉曉輝1王貽明1

(1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；2.中色非洲礦業(yè)有限公司，贊比亞 基特韋)

膏體充填技術(shù)越來越多地被用于地下礦山開采中，膏體的流變特性是保證膏體順利輸送及充填的基本特征參數(shù)。傳統(tǒng)膏體的流變特性分析主要以室內(nèi)流變儀測試為主，測試結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)際存在較大誤差。因此為了獲得膏體充填料漿輸送過程中真實(shí)的流變特性，本研究基于流體力學(xué)理論對膏體管道流動過程中的受力狀態(tài)進(jìn)行了分析，設(shè)計了傾斜管道實(shí)驗(yàn)裝置。借助均勻設(shè)計實(shí)驗(yàn)方法，研究了膏體質(zhì)量分?jǐn)?shù)、灰砂比、細(xì)粒尾礦添加量、粗顆粒添加量4種因素對某礦膏體流變特性的影響，得到了各因素關(guān)于漿體屈服應(yīng)力及塑性黏度的函數(shù)關(guān)系。結(jié)果表明：對于層流狀態(tài)下的賓漢流體，利用傾斜管道裝置，能夠簡單、快捷地測定其相關(guān)的流變參數(shù)；漿體質(zhì)量分?jǐn)?shù)對流變參數(shù)起決定性作用，而灰砂比的影響可忽略，當(dāng)細(xì)粒尾砂摻量12%，碎石摻量4%時，膏體具有較低的屈服應(yīng)力及塑性黏度，其流動性較好。

膏體充填 流變特性 傾斜管道 屈服應(yīng)力 均勻設(shè)計

膏體充填技術(shù)由于其尾砂利用率大、充填強(qiáng)度高、接頂效果好等諸多優(yōu)勢，近年來在國內(nèi)外礦山得到了廣泛應(yīng)用[1]。利用絮凝沉降、深錐濃密及活化攪拌等技術(shù)將選廠尾砂等廢棄物制備成含水率極低的膏狀物料，通過管道回填至地下采空區(qū)，一方面解決了礦山固廢的處置問題，減輕了開采導(dǎo)致的環(huán)境負(fù)效應(yīng)；……