一种高浓度高强度充填膏体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高浓度高强度充填膏体及其制备方法，包括：水泥、废石破碎集料、选矿全尾砂和水，其中，充填膏体浓度为75～81％；废石破碎集料与选矿全尾砂配比为4:6～6:4；水泥的添加占比为灰砂比1:4～1:5；所述废石破碎集料粒级为

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度高强度充填膏体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及矿山充填
，具体涉及一种高浓度高强度充填膏体及其制备方法。

技术介绍

[0002]矿山企业在生产过程中会产生大量废石和尾砂，废石和尾砂大部分作堆存处理，导致占用大量土地资源，同时破坏矿区生态环境，还增加了诱发次生地质灾害的风险，需要花费大量的人力、物力、财力进行治理。通过固废资源化利用，将废水和尾砂制成充填膏体，专利CN104929683B公开了一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法，其中全尾砂来自选矿厂，通过添加絮凝剂经深锥浓密机浓密提浓，水泥添加系统根据需要供给胶凝材料，浓密机溢流水至高位水池，用来调节膏体充填浓度，二级卧式搅拌机用来制备膏体，搅拌需要充填的浓缩尾矿与水泥。该专利中并未公开充填膏体成分的合理配比以及制备工艺条件。由于矿山充填对充填膏体的质量要求高，因此需要高浓度、高强度的充填膏体进行填充。

技术实现思路

[0003]针对上述已有技术存在的不足，本专利技术提供一种高浓度高强度充填膏体及其制备方法。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的。
[0005]一种高浓度高强度充填膏体，包括：水泥、废石破碎集料、选矿全尾砂和水，所述充填膏体浓度为75～81％；所述废石破碎集料与选矿全尾砂配比为4:6～6:4，所述水泥的添加占比为灰砂比1:4～1:5(即水泥与废石破碎集料、选矿全尾砂之和的质量比)；所述废石破碎集料粒级为
‑
16mm。
[0006]一种高浓度高强度充填膏体的制备方法，包括：
[0007](1)将矿山废石破碎、筛分得到粒级为
‑
16mm的废石破碎集料；
[0008](2)将选矿厂尾砂加入絮凝剂经浓密脱水得到浓度为55～60％的选矿全尾砂；其中，选矿厂尾砂的输送浓度为37％
±
2％；絮凝剂的添加量为每吨选矿厂尾砂(干重)添加20～30g；
[0009](3)将废石破碎集料、选矿全尾砂、水泥、水混合后采用二级卧式搅拌机两段卧式搅拌制成充填膏体料浆，其中，控制搅拌转速为30～50r/min，搅拌时间为6～10min。
[0010]进一步地，步骤(2)中，所述絮凝剂的类型为有机高分子类絮凝剂，优选阴离子聚丙烯酰胺。
[0011]本专利技术的有益技术效果：本专利技术提供了一种高浓度高强度充填膏体及其制备方法，将废石和全尾砂大量用于井下充填，即可缓解矿山环保压力，减少环境恢复治理费用；又可拓展井下充填骨料来源，有效降低矿山生产成本；还可提高充填体整体性，确保矿山持续安全稳定生产。充填骨料中有大量的超细骨料即全尾砂，粒径为
‑
400目，占比为40～
70％，可有效缓解充填料浆对充填管道的磨损，延长充填钻孔使用寿命，在降低充填运营成本的同时节约矿山地表及井下空间资源；通过合理的成分配比以及工艺参数的控制，制备的充填膏体强度为R
3d
：1.6～3.2MPa、R
7d
：2.6～4.2MPa、R
28d
：5.3～7.9MPa。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的工艺流程示意图；
[0013]图2是全尾砂粒度分布图；
[0014]图3是
‑
16mm废石粒度分布图；
[0015]图4是不同絮凝剂单耗沉降曲线图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0017]一种高浓度高强度充填膏体，包括：水泥、废石破碎集料、选矿全尾砂和水，充填膏体浓度为75～81％；废石破碎集料与选矿全尾砂配比为4:6～6:4；水泥的添加占比为灰砂比1:4～1:5；废石破碎集料粒级为
‑
16mm。
[0018]如图1所示，一种充填膏体的制备方法，包括：
[0019](1)废石破碎及筛分：将矿山废石通过破碎、筛分设备，依次进行粗碎、中碎、细碎和筛分处理得到粒级为
‑
16mm的废石破碎集料。
[0020](2)物料物化性能检测试验：按照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52
‑
2006)对废石破碎集料和全尾砂进行表观密度、粒级级配、孔隙率、矿物组成及微观形貌进行检测分析，确定废石破碎集料粒级为
‑
16mm；
[0021]按照废石破碎集料与全尾砂不同配比方案制备混合物料，通过物料的堆积密实度选取废石破碎集料与全尾砂配比方案。
[0022]堆积密实度：
[0023]式中，Φ
‑
堆积密实度；ρ
‑
混合物料容重，g/cm3；γ
‑
混合物料密度，g/cm3。堆积密实度越大则物料配比越优，以此选择3～5种最优配比方案。
[0024](3)膏体料浆配比参数确定：通过料浆流动性与胶结充填体强度试验，结合矿山充填质量要求，确定最终膏体料浆制备物料配比方案，按照质量浓度为75～81％、废石破碎集料与选矿全尾砂配比4:6～6:4、水泥的添加占比为灰砂比1:4～1:5等参数，制成膏体料浆。
[0025](4)尾砂输送及浓密：通过尾砂浓密性能和深锥浓密机的浓密试验，以沉降速度快、最终造浆浓度高、溢流水澄清度高、浓密成本低等为判断原则，确定最佳的尾砂输送浓度及底流浓度、絮凝剂类型及添加量等参数，按照此参数将选矿厂生产过程中产生的尾砂通过泵压管道输送至膏体充填站深锥浓密机内进行浓密，其中，加入絮凝剂经浓密脱水得到浓度为55～60％的选矿全尾砂(即底流)；其中，选矿厂尾砂的输送浓度为37％
±
2％；絮凝剂的类型为有机高分子类絮凝剂；絮凝剂的添加量为每吨选矿厂尾砂(干重)添加20～30g。
[0026](5)膏体料浆制备：将废石破碎集料、选矿全尾砂、水泥、水按照上述的配比输送至搅拌桶内混合后采用二级卧式搅拌机进行两段卧式搅拌制成充填膏体料浆，其中，控制搅
拌转速为30～50r/min；搅拌时间为6～10min。
[0027](6)进行充填：将制备好的膏体料浆，通过充填工业泵及充填管到输送至井下采空区。
[0028]实施例1
[0029]一种高浓度高强度充填膏体，包括：水泥、废石破碎集料、选矿全尾砂和水，充填膏体浓度为77～79％；废石破碎集料与选矿全尾砂配比为6:4；水泥的添加占比为灰砂比1:4；废石破碎集料粒级为
‑
16mm。
[0030]一种上述的充填膏体的制备方法，包括：
[0031](1)废石破碎及筛分：将矿山废石通过破碎、筛分设备处理得到
‑
16mm粒级的废石破碎集料；
[0032](2)物料物化性能检测试验。按照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52
‑
2006)对废石和全尾砂物化性能进行检测分析得到：全尾砂比重约2.785g/cm3；堆积密实度为0.5484；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浓度高强度充填膏体，其特征在于，所述充填膏体包括：水泥、废石破碎集料、选矿全尾砂和水，所述充填膏体浓度为75～81％；所述废石破碎集料与选矿全尾砂配比为4:6～6:4，所述水泥的添加占比为灰砂比1:4～1:5；所述废石破碎集料粒级为
‑
16mm。2.一种如权利要求1所述的充填膏体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将矿山废石破碎、筛分得到粒级为
‑
16mm的废石破碎集料；(2)将选矿厂尾砂加入絮凝剂经浓密脱水得到浓度为55～60％的选矿全尾砂；其中，选矿厂尾砂的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德贤，曾海龙，王登玉，张鹏强，赵国亮，陈仲杰，莫亚斌，廖永晖，陈怀教，郭彩守，张涛，姚永强，张天红，程国祥，闫作颖，苏晓萍，宋杨，李凤，孙文杰，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：