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(yè)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(shù)。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(fā)生變形，也有的像流體一樣呈現(xiàn)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(shù)包括坍落度、坍落擴(kuò)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(xué)之一的塑性稠度間的關(guān)系，但是已經(jīng)證明坍落度與其屈服值之間具有良好的相關(guān)關(guān)系。坍落度可以使用坍落度筒進(jìn)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(wěn)地垂直向上提起，不得歪斜，提離過程約5s～10s內(nèi)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(shù)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(nèi)完成。

我國國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)坍落度值和維勃稠度值對拌和物工作性能進(jìn)行了分級，根據(jù)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(dá)到規(guī)定強(qiáng)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(jié)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(guān)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(dāng)濃度增加到一定值后，塌落度急劇降低。根據(jù)國內(nèi)外礦山尾砂自流輸送相關(guān)經(jīng)驗，尾砂膠結(jié)充填料漿在塌落度大于22時～24時，流動性好，可實現(xiàn)自流輸送。根據(jù)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(guān)系曲線

2 膠結(jié)充填材料泌水率測試

水泥砂漿在運(yùn)輸、泵送過程中出現(xiàn)粗骨料下沉，水分上浮的現(xiàn)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(biāo)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(jié)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(jié)硬化，砂漿保水性能下降。

實驗采用往量程為1000m1的有機(jī)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(zhì)量濃度和不同配比尾砂膠結(jié)充填體沉降量測試結(jié)果如表2所示。

表2 不同濃度配比料漿的泌水率

根據(jù)對不同濃度不同配比的充填料漿做泌水率測試的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)顯示當(dāng)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(xiàn)水沙嚴(yán)重分離，泌出少量的水不會嚴(yán)重影響充填物料的凝結(jié)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(huán)境。當(dāng)采場脫水比較困難時，就應(yīng)該適當(dāng)提高料漿濃度來降低泌水量，保護(hù)井下的工作環(huán)境。

圖2 充填料漿泌水試驗

3 結(jié)語

（1）在配比相同的情況下，塌落度隨濃度的增加而減小，當(dāng)濃度到一定值后，塌落度急劇降低，根據(jù)國內(nèi)外礦山尾砂自流輸送相關(guān)經(jīng)驗，尾砂膠結(jié)充填料漿在塌落度大于22～24時，流動性好，可實現(xiàn)自流輸送。根據(jù)試驗結(jié)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(jié)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(xiàn)水沙嚴(yán)重分離，泌出少量的水不會嚴(yán)重影響充填物料凝結(jié)硬化。