東際金礦充填料漿流動性與泌水率試驗研究

（福建省政和縣源鑫礦業有限公司，福建 南平 353000）

充填料漿拌合物的流動性是表示充填料在自重或外力的作用下，流動的順暢性及充填采場的難易程度。流動性是充填料漿管道輸送的一個非常重要的特征參數。充填料漿拌合物的流動性有很大的差別，有的在自重作用下幾乎不發生變形，也有的像流體一樣呈現出非常高的流動性，即具有自流的特性。評價充填料漿流動性能的參數包括坍落度、坍落擴散度、粘稠度等。

1 充填料漿塌落度測試

坍落度實驗是測定充填料漿拌和物的稠度大小、評價充填料漿的變形性能或抵抗流動變形性能的實驗方法。雖然到目前為止還難以確定坍落度值和流變力學之一的塑性稠度間的關系，但是已經證明坍落度與其屈服值之間具有良好的相關關系。坍落度可以使用坍落度筒進行測定(圖1)，坍落筒筒高300mm，上口直徑100mm，下口直徑200mm，上、下口要保持平整光滑，以防止漏漿。試驗時，將坍落筒放置在平整平面上，用力壓緊，將攪拌好的充填料漿倒入筒中，灌滿后將坍落度筒小心平穩地垂直向上提起，不得歪斜，提離過程約5s～10s內完成，將筒放在拌和物試體一旁，量出坍落后拌和物試體最高點與筒的高度差(以mm為單位，讀數精確至5mm)，即為該拌和物的坍落度S。從開始裝料到提起坍落度筒的整個過程約在150s內完成。

我國國家標準根據坍落度值和維勃稠度值對拌和物工作性能進行了分級，根據坍落度從小到大的順序，將坍落度分為4級(T1-T4)。

T1：低塑性砼，S=10mm～40mm；T2：塑性砼，S=50mm～90mm；T3：流動性砼，S=100mm～150mm；T4：大流動性砼，S≥160mm。

若S≤10mm，則為干硬性砼。

坍落度越大，流動性能越好，但達到規定強度所需要的時間也越長。通常礦山充填料漿的坍落度大于160mm。配比1：8的充填料漿塌落度試驗結果如表1。

表1 充填料漿塌落度測試

充填料漿濃度與塌落度關系曲線如圖1所示。

從圖1和表1中可以看出，在配比相同的情況下，塌落度隨濃度的增加而減??；當濃度增加到一定值后，塌落度急劇降低。根據國內外礦山尾砂自流輸送相關經驗，尾砂膠結充填料漿在塌落度大于22時～24時，流動性好，可實現自流輸送。根據表1可得出，尾砂的自流輸送濃度濃度為70%～72%比較合理。

圖1 充填料漿濃度與塌落度關系曲線

2 膠結充填材料泌水率測試

水泥砂漿在運輸、泵送過程中出現粗骨料下沉，水分上浮的現象為砂漿泌水。泌水是新拌砂漿工作性一個重要方面。通常，描述水泥砂漿泌水特性的指標要泌水量(即水泥砂漿拌合物單位面積的平均泌水量)和泌水率(即泌水量對水泥砂漿拌合物之比)。拌合物的水灰比越大，水泥凝結硬化的時間越長，自由水越多，水與水泥分離的時間越長，混凝土越容易泌水；拌合物中外加劑摻量過多，或者緩凝組分摻量過多，會造成砂漿的大量泌水和離析，大量的自由水泌出砂漿表面，影響水泥的凝結硬化，砂漿保水性能下降。

實驗采用往量程為1000m1的有機玻璃量筒中填灌水泥砂漿1000m1，靜置測量不同時間料漿的沉降量(圖2)。

不同質量濃度和不同配比尾砂膠結充填體沉降量測試結果如表2所示。

表2 不同濃度配比料漿的泌水率

根據對不同濃度不同配比的充填料漿做泌水率測試的數據可知。隨著料漿濃度的增大，料漿的泌水率會降低，且降低比較明顯。而對于同一濃度，不同配比之間的料漿，其泌水率差別很小。數據顯示當充填料漿濃度為70%時，其最大的泌水率也只為10.21%。故可以判斷充填料漿在輸送過程中不會出現水沙嚴重分離，泌出少量的水不會嚴重影響充填物料的凝結硬化。但是砂漿濃度偏低，則輸送井下的水就會增多，而且在充填料漿脫水過程中也會帶走一定量的泥沙，污染井下環境。當采場脫水比較困難時，就應該適當提高料漿濃度來降低泌水量，保護井下的工作環境。

圖2 充填料漿泌水試驗

3 結語

（1）在配比相同的情況下，塌落度隨濃度的增加而減小，當濃度到一定值后，塌落度急劇降低，根據國內外礦山尾砂自流輸送相關經驗，尾砂膠結充填料漿在塌落度大于22～24時，流動性好，可實現自流輸送。根據試驗結果，東際金礦尾砂自流輸送濃度為70%～72%比較合理。

（2）對不同濃度不同配比的充填料漿做泌水率測試結果顯示，充填料漿濃度為70%時，最大泌水率10.21%，故可以判斷充填料漿在輸送過程中不會出現水沙嚴重分離，泌出少量的水不會嚴重影響充填物料凝結硬化。