某鐵礦尾砂充填材料的力學(xué)性能試驗研究

毛瑞坤，趙繼忠，郭 晨，徐勝亮，高 俊

(首鋼集團(tuán)有限公司礦業(yè)公司，河北 遷安 064404)

某鐵礦地下開采擴(kuò)建工程，受地表征地界線的限制，-330 m以下大部分礦體采用充填法開采。實踐表明，充填采礦法能最大限度地回采各種復(fù)雜工程地質(zhì)條件下的難采礦體，可以有效抑制圍巖移動，保護(hù)地表環(huán)境，處理大量固體廢棄物[1-3]。目前，越來越多的有色金屬、黑色金屬大中型地下礦山采用充填采礦法。圍繞充填材料、充填體力學(xué)性能及承載特性、充填體作用機(jī)理等方面展開研究，取得了不少成果[4]。

1 尾砂充填材料的組成

1.1 選擇依據(jù)

采用選廠尾砂用于井下充填，可以減少尾礦的入庫量，延長尾礦庫的使用年限，實現(xiàn)固體廢物資源化利用[5]。因此采用某礦選礦廠尾砂作為充填骨料，考慮到充填所需的尾砂需要經(jīng)過隔膜泵站輸送，對尾砂的粒級有要求，因此提取粗粒級尾砂作為生產(chǎn)建筑砂，將剩余尾砂輸送(粒級2 mm以下)到某鐵礦用于擴(kuò)建工程采空區(qū)充填[6]。

選用標(biāo)號PC42.5普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料，同時開展新型膠凝材料的探索實驗，服務(wù)后期生產(chǎn)。

1.2 尾砂的物化性質(zhì)

1)化學(xué)元素分析

化學(xué)元素分析采用半定量分析與監(jiān)測，結(jié)果見表1。

從檢測結(jié)果來看，尾砂中Fe元素含量相對較高，約8%，依次為Mg、Al、Ca、Mn等元素，這些元素有利于膠結(jié)充填過程中水泥水化產(chǎn)物的產(chǎn)生，有助于提高膠結(jié)體強(qiáng)度；尾砂中有毒有害元素，如Pb、As等元素含量較低，滿足礦山充填要求。

2)尾砂物理參數(shù)測定

尾砂物理參數(shù)測定主要有比重、松散容重、自然安息角、以及由比重和松散容重得出的孔隙率。……