提高充填接顶率的磷石膏基胶凝材料优化方法技术

本发明专利技术公开了一种提高充填接顶率的磷石膏基胶凝材料的优化方法，该方法在充填骨料中加入不同配比的磷石膏粉体和激发剂，制成不同配比的胶结充填体材料；所述不同配比的胶结充填体材料开展胶结充填体强度试验和充填体膨胀率测试，获得不同配比胶结充填体材料的胶结充填体强度和膨胀率的测试数据；采用二次多项式对上述胶结充填体强度和膨胀率的测试数据进行逐步回归分析；以胶结充填体3d强度为优化目标，以28d充填体膨胀率为约束条件，建立所述胶凝材料的配比优化模型；求解上述优化模型，即可得到所述磷石膏基胶凝材料在充填料浆中的优化配比。本设计方法可以实现磷石膏低成本和高值资源化利用；可将磷石膏在充填采矿中实现低成本和高值利用。

Optimization method of phosphogypsum based cementitious material to improve filling and roof joint rate

【技术实现步骤摘要】
提高充填接顶率的磷石膏基胶凝材料优化方法
本专利技术属于充填采矿
，尤其是一种提高充填接顶率的磷石膏基胶凝材料优化方法。
技术介绍
随着我国国民经济高速发展以及对资源持续开发，高品位和条件好的资源日趋枯竭，面临更多埋藏深、地压大以及富水等难采矿体开采。为安全环保和绿色开采，充填采矿法是首要选择。尤其对于软弱破碎围岩的复杂难采矿体，需要在充填体假顶下保护才可实现安全作业，因此下向分层充填采矿法是唯一选择。该种充填采矿法回采工艺复杂，生产能力低，采矿成本高。为了提高生产能力，对充填体早期强度要求高，采矿经济效益更差，企业面临巨大压力。磷石膏中有害的矿物成分致使其活性低、胶凝性差，同时体积不安定性，导致磷石膏利用率不足5%。探索磷石膏资源化利用途径刻不容缓。利用磷石膏开发充填胶凝材料，不仅可以降低充填成本，而且还能够提高磷石膏固废资源利用率。尤其磷石膏不安定性，还可降低充填体沉缩率，提高充填采场接顶率。但研究表明，磷石膏不安定性导致强度劣化，是磷石膏利用面临的主要问题之一。由此可见，提高磷石膏早期强度以及控制体积膨胀的强度劣化问题，是磷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高充填接顶率的磷石膏基胶凝材料的优化方法，其特征在于，该方法步骤为：（1）对磷石膏进行干燥、破碎成磷石膏粉体，然后进行物料粒径分析和分布特征值计算；/n（2）在充填骨料中加入不同配比的磷石膏粉体和激发剂，制成不同配比的胶结充填体材料；所述激发剂为生石灰、NaOH和芒硝；/n（3）所述不同配比的胶结充填体材料开展胶结充填体强度试验和充填体膨胀率测试，获得不同配比胶结充填体材料的胶结充填体强度和膨胀率的测试数据；/n（4）采用二次多项式对上述胶结充填体强度和膨胀率的测试数据进行逐步回归分析，建立胶结充填体3d强度和28d充填体膨胀率与激发剂的函数关系（Ⅰ）和（Ⅱ）：/nR

【技术特征摘要】
1.一种提高充填接顶率的磷石膏基胶凝材料的优化方法，其特征在于，该方法步骤为：（1）对磷石膏进行干燥、破碎成磷石膏粉体，然后进行物料粒径分析和分布特征值计算；
（2）在充填骨料中加入不同配比的磷石膏粉体和激发剂，制成不同配比的胶结充填体材料；所述激发剂为生石灰、NaOH和芒硝；
（3）所述不同配比的胶结充填体材料开展胶结充填体强度试验和充填体膨胀率测试，获得不同配比胶结充填体材料的胶结充填体强度和膨胀率的测试数据；
（4）采用二次多项式对上述胶结充填体强度和膨胀率的测试数据进行逐步回归分析，建立胶结充填体3d强度和28d充填体膨胀率与激发剂的函数关系（Ⅰ）和（Ⅱ）：
R3d=F1(Y)（Ⅰ）；
V28d=F2(Y)（Ⅱ）；
式中，R3d代表胶结充填体3d强度；V28d代表28d充填体膨胀率；Y=﹛y1,y2,…,yn﹜T代表激发剂变量；F1(Y)代表胶结充填体3d强度模型；F2(Y)代表28d充填体膨胀率模型；
（5）根...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄笃学，郭斌，杨晓炳，温震江，闫满志，路燕泽，李胜辉，尹升华，陈彦亭，胡亚军，高谦，涂光富，高玉倩，谢广峰，
申请(专利权)人：河北钢铁集团矿业有限公司，北京科技大学，
类型：发明
国别省市：河北;13