礦山粗骨料高濃度流態(tài)管輸充填關(guān)鍵技術(shù)依托金川公司充填系統(tǒng)平臺,選取金川公司戈壁粗砂、礦山廢石與現(xiàn)用的棒磨砂,采用正交試驗法,分別進行單一材質(zhì)的骨料堆集密實度試驗,以及兩種骨料堆集、三種骨料堆集試驗。同時,基于骨料堆集過程中填隙效應(yīng),分析建立單一材質(zhì)、兩種材質(zhì)、三種材質(zhì)骨料堆集密實度模型,分析在最大堆集密實度條件下骨料最優(yōu)級配及影響因素,推導(dǎo)建立多種充填骨料級配模型,從而解決礦山充填骨料的級配適應(yīng)性難題。
通過強度試驗,分析骨料堆集密實度、水灰比和灰砂比等因素對強度影響及規(guī)律,在此基礎(chǔ)上研究建立粗骨料充填膠結(jié)體的強度模型。根據(jù)強度試驗結(jié)果,同時結(jié)合金川礦山采礦工藝要求,確定合理的料漿配比,從而進行管道輸送試驗,分析料漿的管輸阻力、流變性質(zhì)及影響因素,研究開發(fā)適應(yīng)金川下向水平分層進路式膠結(jié)充填采礦法的粗骨料高濃度高流態(tài)管輸充填技術(shù)。通過優(yōu)化確定充填骨料的最優(yōu)級配和膠結(jié)強度特征、影響因素,確定料漿的高濃度條件、泵壓管輸條件、自流輸送條件等,綜合確定料漿的最優(yōu)配比,以進行管輸試驗和阻力測試,最后進行工業(yè)試驗和應(yīng)用。
該項研究利用新技術(shù)將破碎廢石充填于井下采空區(qū),以達到廢石利用零排放目標,最終實現(xiàn)綠色采礦。此外,實踐證明由于采用粗粒級骨料,可大大降低充填成本,使國內(nèi)絕大多數(shù)礦山用得起。因此,該項研究成果有廣闊的推廣應(yīng)用前景。