粉煤灰摻加量對(duì)充填體強(qiáng)度影響分析

楊陸海

(陜西煎茶嶺鎳業(yè)有限公司)

粉煤灰摻加量對(duì)充填體強(qiáng)度影響分析

楊陸海

(陜西煎茶嶺鎳業(yè)有限公司)

粉煤灰具有良好的膠凝作用，但由于其膠結(jié)性能與普通膠結(jié)劑存在差異，其作為膠結(jié)材料使用應(yīng)通過試驗(yàn)確定，利用粉煤灰等量替代部分水泥，研究其各齡期試塊強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果表明,粉煤灰等量替代水泥的試塊早期強(qiáng)度低,不適合用于進(jìn)路式下向膠結(jié)充填采礦法;晚期強(qiáng)度提升很快,并可達(dá)到全水泥強(qiáng)度水平,滿足替代要求。

粉煤灰 充填體強(qiáng)度 等量替代 下向膠結(jié)充填采礦法

陜西煎茶嶺鎳礦采用下向膠結(jié)充填采礦法，對(duì)充填體強(qiáng)度等級(jí)要求較高，且下向膠結(jié)充填采礦法一般為進(jìn)路式采礦，即在礦體圈定的范圍內(nèi)，沿礦體走向劃分一定規(guī)格的采礦進(jìn)路回采，回采結(jié)束進(jìn)行充填，充填后回采相鄰進(jìn)路，對(duì)充填體早期強(qiáng)度要求也較高，因此下向膠結(jié)充填采礦法消耗膠結(jié)劑量大，充填成本高。為降低充填成本，煎茶嶺鎳礦結(jié)合區(qū)域特性，擬利用粉煤灰等量替代部分水泥充填。粉煤灰是人工火山灰質(zhì)混合材料，絕大部分由熱電廠燃煤產(chǎn)生，是一種工業(yè)固體廢棄物，大量的研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，粉煤灰遇到水泥其活性就被激發(fā)出來，顯示出較好的膠凝作用[1-4]。若粉煤灰能夠替代水泥進(jìn)行充填，充填成本能夠有所降低[5]。由于礦區(qū)周邊粉煤灰資源豐富，因此對(duì)粉煤灰摻量充填體強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)分析。

1 試驗(yàn)方法

采用基礎(chǔ)試驗(yàn)和替代試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，應(yīng)用骨料(砂子)、自來水、膠結(jié)劑(32.5#水泥、粉煤灰)3種物料進(jìn)行試驗(yàn)。

基礎(chǔ)組試驗(yàn)應(yīng)用骨料、自來水、工業(yè)水泥3種物料配制成79%～81%質(zhì)量濃度料漿，骨料與工業(yè)水泥質(zhì)量比為4∶1。

替代組試驗(yàn)應(yīng)用粉煤灰等量替代部分水泥，其他配比保持不變。具體試驗(yàn)方案見表1。

將骨料、膠結(jié)劑和自來水按照一定質(zhì)量濃度配合比一同倒入小型攪拌桶內(nèi)進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，激發(fā)膠結(jié)活性。

表1 充填膠結(jié)材料強(qiáng)度試驗(yàn)參數(shù)

注：A表示基礎(chǔ)組，B表示替代組。

將攪拌均勻的充填料漿倒入已準(zhǔn)備好的三聯(lián)試膜，用玻璃棒攪拌漿體，漿體液面高于試膜2 cm，30 min 后將試膜表面抹平，并做好相關(guān)記錄工作。

根據(jù)試塊制作時(shí)間，用數(shù)字型單軸壓力機(jī)分別對(duì)試塊按照不同齡期進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度測試，記錄并分析檢測結(jié)果。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

充填體各齡期強(qiáng)度等級(jí)分別為3，7和28 d強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

通過各齡期強(qiáng)度可以看出，料漿濃度越高，同等條件下試塊強(qiáng)度越大，因此，僅對(duì)料漿質(zhì)量濃度79%試塊各齡期強(qiáng)度進(jìn)行分析。見圖1。

（2）個(gè)體獨(dú)立，獨(dú)董在監(jiān)督上市公司進(jìn)行決策的過程中發(fā)表客觀意見必須做到個(gè)體的獨(dú)立性。即獨(dú)立董事必須獨(dú)立于公司中董事會(huì)的團(tuán)體，并代表著中小股東的合法權(quán)益。

由圖1(a)可以看出，用粉煤灰等量替代30%的工業(yè)水泥后，試塊3 d強(qiáng)度明顯降低，降低幅度大，32%左右，且均低于1.5 MPa，但基礎(chǔ)組試塊強(qiáng)度大于1.6 MPa。由圖1(b)可以看出，替代組試塊7 d強(qiáng)度均低于基礎(chǔ)組，強(qiáng)度降低11.5%，且均低于3 MPa，而基礎(chǔ)組試塊強(qiáng)度均大于3 MPa。由圖1(c)可以看出，試塊28 d時(shí)，替代組試塊強(qiáng)度與基礎(chǔ)組強(qiáng)度基本一致，均大于5 MPa，能夠滿足充填體強(qiáng)度要求。

表2 充填膠結(jié)材料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié) 論

(1)粉煤灰雖具有膠結(jié)劑功能，但充填料漿中參加粉煤灰后，試塊早期強(qiáng)度明顯降低，且隨粉煤灰摻量增加，試塊強(qiáng)度不斷降低，粉煤灰等質(zhì)量替代30%工業(yè)水泥，料漿質(zhì)量濃度為79%時(shí)，試塊3 d強(qiáng)度折減約32%，強(qiáng)度小于1.5 MPa，7 d強(qiáng)度折減約11.5%，強(qiáng)度小于3 MPa。晚期強(qiáng)度提升速度較快，試塊28 d強(qiáng)度與基礎(chǔ)組基本保持一致，最終強(qiáng)度均大于5 MPa。

(2)粉煤灰早期強(qiáng)度低，對(duì)于進(jìn)路式下向膠結(jié)充填采礦法礦山，充填后相鄰進(jìn)路短期內(nèi)無法開采，必然影響采礦生產(chǎn)能力，因此，粉煤灰不適合用于進(jìn)路式下向膠結(jié)充填采礦法。

(3)添加粉煤灰后，雖試塊早期強(qiáng)度折減大，但晚期強(qiáng)度仍可提升至全水泥同等水平，若礦山開采對(duì)充填體早期強(qiáng)度要求低，特別是上向膠結(jié)充填采礦法，可用粉煤灰替代部分水泥進(jìn)行充填，具體摻量情況有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究確定。

圖1 79%質(zhì)量濃度試塊強(qiáng)度對(duì)比

[1] 閻培渝.粉煤灰在復(fù)合膠凝材料水化過程中的作用機(jī)理[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2007，35(S1):167-171.

[2] 魏衛(wèi)東，王革陳.堿激發(fā)礦渣-粉煤灰膠凝材料研究進(jìn)展[J].粉煤灰綜合利用，2008(3)：52-54.

[3] 楊陸海，周 旭，林 強(qiáng).鋅冶煉廢渣在膠結(jié)充填技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].中國礦山工程，2014,43(5):11-13,16.

[4] 黃春霞，張 艷，郭 歡.自然養(yǎng)護(hù)粉煤灰混凝土性能的試驗(yàn)研究[J]. 山西建筑，2014(26).128-129.

[5] 李 松，周 旭，楊陸海,等.粉煤灰摻加量在充填料漿管道輸送中的減阻作用[J].礦山機(jī)械，2014，42(9):60-62.

·記者在線·

安徽省出臺(tái)全國首部非煤礦山管理地方法規(guī)

《安徽省非煤礦山管理?xiàng)l例》經(jīng)安徽省十二屆人大常委會(huì)第十八次會(huì)議通過，將于2015年5月1日起施行?！稐l例》適應(yīng)轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)的需要，對(duì)非煤礦山的建設(shè)、生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、管理等進(jìn)行了規(guī)范，填補(bǔ)了安徽省在這一領(lǐng)域的立法空白，也是全國首部規(guī)范非煤礦山管理的地方性法規(guī)。

2015年第六屆中國礦業(yè)科技大會(huì)

征文通知

中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì)礦山技術(shù)委員會(huì)、冶金礦產(chǎn)資源高效開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、金屬礦山安全與健康國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心、《金屬礦山》雜志社、《現(xiàn)代礦業(yè)》雜志社、中國礦業(yè)114網(wǎng)、中礦人才網(wǎng)等聯(lián)合，擬于2015年7月8—11日在四川省成都市召開第六屆中國礦業(yè)科技大會(huì)。大會(huì)將圍繞低價(jià)格時(shí)期礦業(yè)技術(shù)路線與降本增效、兩化融合、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)等熱點(diǎn)開展研討。歡迎國內(nèi)礦業(yè)工程領(lǐng)域的專家、學(xué)者以及工程技術(shù)人員就相關(guān)議題撰寫論文并與會(huì)交流。

一、會(huì)議主題

新常態(tài)下中國礦業(yè)生存與發(fā)展的新引擎

二、大會(huì)專題

①“十二五”中國礦業(yè)科技成果展示;②攀西釩鈦磁鐵礦開發(fā)與利用技術(shù);③兩化融合、管理提升與低成本驅(qū)動(dòng);④低價(jià)格下的礦業(yè)技術(shù)路線。

采礦工程

①礦山安全高效爆破技術(shù)；②礦山水害防治技術(shù);③數(shù)字礦山建設(shè)與智能開采技術(shù)；④礦山邊坡、排土場與尾礦庫安全技術(shù)；⑤露天與地下聯(lián)合高效開采技術(shù)；⑥充填采礦技術(shù)與膏體制備技術(shù)；⑦礦井通風(fēng)與防塵智能控制關(guān)鍵技術(shù)；⑧礦山采動(dòng)巖層穩(wěn)定技術(shù)研究；⑨集中強(qiáng)化大規(guī)模采礦技術(shù)與裝備；⑩深部開采技術(shù)；大型深凹露天礦高效開采與集運(yùn)設(shè)備；殘礦回采技術(shù)；礦井提升與礦山運(yùn)輸智能管控技術(shù)。

礦物加工工程

①礦石高效預(yù)選技術(shù)與裝備；②高效智能碎磨工藝關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備;③選礦過程智能化；④復(fù)雜難選礦高效環(huán)保選冶技術(shù)與裝備；⑤特色與非傳統(tǒng)資源高效清潔分離提純技術(shù)(鎢、鉬、鉍、銻、鎳、石煤釩礦、鋁土礦、稀土礦)；⑥綠色高效選冶藥劑開發(fā)與應(yīng)用；⑦尾礦堆存與綜合利用技術(shù)；⑧鐵礦干法分選技術(shù)與裝備。

三、征文要求

(1)內(nèi)容要求結(jié)合議題就相關(guān)研究成果或技術(shù)經(jīng)驗(yàn)撰寫相關(guān)論文。

(2) 論文內(nèi)容要求觀點(diǎn)鮮明、結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、數(shù)據(jù)可靠,字?jǐn)?shù)在5 000字左右為宜,綜述性的論文在8 000字左右為宜，所錄用論文會(huì)被國內(nèi)CNKI等檢索數(shù)據(jù)庫收錄,論文文責(zé)自負(fù)。

(3)書寫層次:論文題目、作者姓名、作者單位、內(nèi)容摘要(150～300字,包括目的、方法、結(jié)果、結(jié)論)、關(guān)鍵詞(3～5個(gè))、正文、參考文獻(xiàn)、作者簡介(出生年、性別、職稱、職務(wù)、通訊地址、郵編、電話等)。

(4)論文截稿日期：2015年6月10日。投稿E-mail: chnmtc@163.com 投稿電話：0555-2309816。 大會(huì)專家委員會(huì)將在投稿中選擇一些優(yōu)秀的稿件進(jìn)行大會(huì)演講交流，歡迎大家積極投稿。

2015中國礦業(yè)科技大會(huì)(CMSTC)組委會(huì);聯(lián)系人:黃禮富,趙福剛;聯(lián)系電話:0555-2309818,2404666;傳真:2309848;E-mail: jsks@vip.163.com 、xdky@vip.163.com;大會(huì)網(wǎng)址:www.ky114.cn;聯(lián)系地址:安徽省馬鞍山市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)西塘路666號(hào)(243000)。

中國冶金礦山企業(yè)協(xié)會(huì)礦山技術(shù)委員會(huì)

冶金礦產(chǎn)資源高效開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

金屬礦山安全與健康國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心

《金屬礦山》雜志社、《現(xiàn)代礦業(yè)》雜志社

2015年4月1日

2014-12-05)

楊陸海(1983—),男,工程師,碩士, 724308 陜西省漢中市略陽縣何家?guī)r鎮(zhèn)。