粉煤灰掺加量对充填体强度影响分析

杨陆海

(陕西煎茶岭镍业有限公司)

粉煤灰掺加量对充填体强度影响分析

杨陆海

(陕西煎茶岭镍业有限公司)

粉煤灰具有良好的胶凝作用，但由于其胶结性能与普通胶结剂存在差异，其作为胶结材料使用应通过试验确定，利用粉煤灰等量替代部分水泥，研究其各龄期试块强度，试验结果表明,粉煤灰等量替代水泥的试块早期强度低,不适合用于进路式下向胶结充填采矿法;晚期强度提升很快,并可达到全水泥强度水平,满足替代要求。

粉煤灰 充填体强度 等量替代 下向胶结充填采矿法

陕西煎茶岭镍矿采用下向胶结充填采矿法，对充填体强度等级要求较高，且下向胶结充填采矿法一般为进路式采矿，即在矿体圈定的范围内，沿矿体走向划分一定规格的采矿进路回采，回采结束进行充填，充填后回采相邻进路，对充填体早期强度要求也较高，因此下向胶结充填采矿法消耗胶结剂量大，充填成本高。为降低充填成本，煎茶岭镍矿结合区域特性，拟利用粉煤灰等量替代部分水泥充填。粉煤灰是人工火山灰质混合材料，绝大部分由热电厂燃煤产生，是一种工业固体废弃物，大量的研究和生产实践证明，粉煤灰遇到水泥其活性就被激发出来，显示出较好的胶凝作用[1-4]。若粉煤灰能够替代水泥进行充填，充填成本能够有所降低[5]。由于矿区周边粉煤灰资源丰富，因此对粉煤灰掺量充填体强度进行试验分析。

1 试验方法

采用基础试验和替代试验进行对比分析，应用骨料(砂子)、自来水、胶结剂(32.5#水泥、粉煤灰)3种物料进行试验。

基础组试验应用骨料、自来水、工业水泥3种物料配制成79%～81%质量浓度料浆，骨料与工业水泥质量比为4∶1。

替代组试验应用粉煤灰等量替代部分水泥，其他配比保持不变。具体试验方案见表1。

将骨料、胶结剂和自来水按照一定质量浓度配合比一同倒入小型搅拌桶内进行充分搅拌，激发胶结活性。

表1 充填胶结材料强度试验参数

注：A表示基础组，B表示替代组。

将搅拌均匀的充填料浆倒入已准备好的三联试膜，用玻璃棒搅拌浆体，浆体液面高于试膜2 cm，30 min 后将试膜表面抹平，并做好相关记录工作。

根据试块制作时间，用数字型单轴压力机分别对试块按照不同龄期进行单轴抗压强度测试，记录并分析检测结果。

2 试验结果及分析

充填体各龄期强度等级分别为3，7和28 d强度，试验结果见表2。

通过各龄期强度可以看出，料浆浓度越高，同等条件下试块强度越大，因此，仅对料浆质量浓度79%试块各龄期强度进行分析。见图1。

（2）个体独立，独董在监督上市公司进行决策的过程中发表客观意见必须做到个体的独立性。即独立董事必须独立于公司中董事会的团体，并代表着中小股东的合法权益。

由图1(a)可以看出，用粉煤灰等量替代30%的工业水泥后，试块3 d强度明显降低，降低幅度大，32%左右，且均低于1.5 MPa，但基础组试块强度大于1.6 MPa。由图1(b)可以看出，替代组试块7 d强度均低于基础组，强度降低11.5%，且均低于3 MPa，而基础组试块强度均大于3 MPa。由图1(c)可以看出，试块28 d时，替代组试块强度与基础组强度基本一致，均大于5 MPa，能够满足充填体强度要求。

表2 充填胶结材料强度试验结果

3 结 论

(1)粉煤灰虽具有胶结剂功能，但充填料浆中参加粉煤灰后，试块早期强度明显降低，且随粉煤灰掺量增加，试块强度不断降低，粉煤灰等质量替代30%工业水泥，料浆质量浓度为79%时，试块3 d强度折减约32%，强度小于1.5 MPa，7 d强度折减约11.5%，强度小于3 MPa。晚期强度提升速度较快，试块28 d强度与基础组基本保持一致，最终强度均大于5 MPa。

(2)粉煤灰早期强度低，对于进路式下向胶结充填采矿法矿山，充填后相邻进路短期内无法开采，必然影响采矿生产能力，因此，粉煤灰不适合用于进路式下向胶结充填采矿法。

(3)添加粉煤灰后，虽试块早期强度折减大，但晚期强度仍可提升至全水泥同等水平，若矿山开采对充填体早期强度要求低，特别是上向胶结充填采矿法，可用粉煤灰替代部分水泥进行充填，具体掺量情况有待进一步试验研究确定。

图1 79%质量浓度试块强度对比

[1] 阎培渝.粉煤灰在复合胶凝材料水化过程中的作用机理[J].硅酸盐学报，2007，35(S1):167-171.

[2] 魏卫东，王革陈.碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料研究进展[J].粉煤灰综合利用，2008(3)：52-54.

[3] 杨陆海，周 旭，林 强.锌冶炼废渣在胶结充填技术中的应用研究[J].中国矿山工程，2014,43(5):11-13,16.

[4] 黄春霞，张 艳，郭 欢.自然养护粉煤灰混凝土性能的试验研究[J]. 山西建筑，2014(26).128-129.

[5] 李 松，周 旭，杨陆海,等.粉煤灰掺加量在充填料浆管道输送中的减阻作用[J].矿山机械，2014，42(9):60-62.

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安徽省出台全国首部非煤矿山管理地方法规

《安徽省非煤矿山管理条例》经安徽省十二届人大常委会第十八次会议通过，将于2015年5月1日起施行。《条例》适应转方式、调结构的需要，对非煤矿山的建设、生产、环境保护、管理等进行了规范，填补了安徽省在这一领域的立法空白，也是全国首部规范非煤矿山管理的地方性法规。

2015年第六届中国矿业科技大会

征文通知

中国冶金矿山企业协会矿山技术委员会、冶金矿产资源高效开发利用产业技术创新战略联盟、金属矿山安全与健康国家重点实验室、金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心、《金属矿山》杂志社、《现代矿业》杂志社、中国矿业114网、中矿人才网等联合，拟于2015年7月8—11日在四川省成都市召开第六届中国矿业科技大会。大会将围绕低价格时期矿业技术路线与降本增效、两化融合、创新驱动等热点开展研讨。欢迎国内矿业工程领域的专家、学者以及工程技术人员就相关议题撰写论文并与会交流。

一、会议主题

新常态下中国矿业生存与发展的新引擎

二、大会专题

①“十二五”中国矿业科技成果展示;②攀西钒钛磁铁矿开发与利用技术;③两化融合、管理提升与低成本驱动;④低价格下的矿业技术路线。

采矿工程

①矿山安全高效爆破技术；②矿山水害防治技术;③数字矿山建设与智能开采技术；④矿山边坡、排土场与尾矿库安全技术；⑤露天与地下联合高效开采技术；⑥充填采矿技术与膏体制备技术；⑦矿井通风与防尘智能控制关键技术；⑧矿山采动岩层稳定技术研究；⑨集中强化大规模采矿技术与装备；⑩深部开采技术；大型深凹露天矿高效开采与集运设备；残矿回采技术；矿井提升与矿山运输智能管控技术。

矿物加工工程

①矿石高效预选技术与装备；②高效智能碎磨工艺关键技术与设备;③选矿过程智能化；④复杂难选矿高效环保选冶技术与装备；⑤特色与非传统资源高效清洁分离提纯技术(钨、钼、铋、锑、镍、石煤钒矿、铝土矿、稀土矿)；⑥绿色高效选冶药剂开发与应用；⑦尾矿堆存与综合利用技术；⑧铁矿干法分选技术与装备。

三、征文要求

(1)内容要求结合议题就相关研究成果或技术经验撰写相关论文。

(2) 论文内容要求观点鲜明、结构严密、数据可靠,字数在5 000字左右为宜,综述性的论文在8 000字左右为宜，所录用论文会被国内CNKI等检索数据库收录,论文文责自负。

(3)书写层次:论文题目、作者姓名、作者单位、内容摘要(150～300字,包括目的、方法、结果、结论)、关键词(3～5个)、正文、参考文献、作者简介(出生年、性别、职称、职务、通讯地址、邮编、电话等)。

(4)论文截稿日期：2015年6月10日。投稿E-mail: chnmtc@163.com 投稿电话：0555-2309816。 大会专家委员会将在投稿中选择一些优秀的稿件进行大会演讲交流，欢迎大家积极投稿。

2015中国矿业科技大会(CMSTC)组委会;联系人:黄礼富,赵福刚;联系电话:0555-2309818,2404666;传真:2309848;E-mail: jsks@vip.163.com 、xdky@vip.163.com;大会网址:www.ky114.cn;联系地址:安徽省马鞍山市经济技术开发区西塘路666号(243000)。

中国冶金矿山企业协会矿山技术委员会

冶金矿产资源高效开发利用产业技术创新战略联盟

金属矿山安全与健康国家重点实验室

金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心

《金属矿山》杂志社、《现代矿业》杂志社

2015年4月1日

2014-12-05)

杨陆海(1983—),男,工程师,硕士, 724308 陕西省汉中市略阳县何家岩镇。