全尾砂胶结充填体的强度敏感性及破坏机制-论文.pdf

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1、第36卷第9期北京科技大学学报V01．36No．92014年9月JournMofUniversityofScienceandTechnologyBeijingSep．2014全尾砂胶结充填体的强度敏感性及破坏机制付建新，杜翠凤’，宋卫东，1)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京1000832)北京科技大学土木与环境工程学院．北京100083园通信作者，E—mail：fujan—zuihao@163．con摘要以大冶铁矿全尾砂为原材料，采用水泥为胶结材料制作全尾砂胶结充填体，采用单因素五

2、水平设计试验．研究了全尾砂胶结充填体强度与料浆中固相质量分数、灰砂配比及龄期之间的关系，并对敏感性进行了分析．胶结充填体强度随着料浆中固相质量分数的增加遵循指数函数增长，随灰砂配比的增加呈线性增长，随龄期增加遵循指数函数的增长，其中胶结充填体强度对龄期的敏感性最高，料浆中固相质量分数次之，灰砂配比最弱．胶结充填体抗压破坏试验结果显示，充填体的破坏经历了四个阶段，分别为微裂隙闭合阶段、线弹性阶段、微裂纹扩展阶段及裂纹贯通破坏阶段．关键词尾砂；胶结充填体；强度；敏感性；破坏；定量分析分类号TD353Stren

3、gthsensitivityandfailuremechanismoffulltailingscementedbackfillsFUJian—xin，，DUCui-feng’旧，SONGWei—dong’’1)KeyLaboratoryoftheMinistryofEducationofChinaforHigh·efficientMiningandSafetyofMetalMines，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China2)

4、SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China因Correspondingauthor，E—mail：fujan-zuihao@163．comABSTRACTFulltailingscementedbackfillswereproducedbytakingDayeironoretailingsasarawmaterialandcementasacemen

5、tingmateria1．Therelationsofthebackfills’strengthwithslurryconcentration，sand—to-limemassratioandcuringperiod，togetherwiththesensitivityofthebackfills’strengthtotheseinfluencingfactors，werestudiedbyusingsingle-factorfive·levelexperi—mentdesign．Thestrengtho

6、fthebackfillsfollowsanexponentialfunctionwithslurryconcentrationandcuringperiod，butalinearfunc—tionwithsand-to—limemassratio．Moreover．thesensitivityofthebackfills’strengthtocuringperiodisthehighest，butistheweakesttosand．to．1imemassratio．Compressivefailure

7、testresultsshowthatdestructionofthebackfillsgoesthroughfourstages，includingmicro-crackclosurestage，linearelasticstage，micro-crackpropagationstage，andcrackcoalescencestage．KEYWORDSrailings；cementedbackfill；strength；sensitivity；failure；quantitativeanalysis随

8、着开采技术的发展．充填法采矿在矿山开采配可控等优点．近些年以尾砂为主要原料发展了很中。所占比例越来越高，是未来发展的必然趋势⋯．多充填技术，如水砂充填]、全尾砂胶结充填4、分充填法采矿具有回收率高、贫化率低、“三下”资源级尾砂胶结充填5]、高浓度全尾砂胶结充填及膏体开采安全性高等优点_2]．可有效控制采场地压，同充填[6]．国内外学者开展了大量的基础理论研究，时将选矿过程中产生的尾矿等直接充人采空区，实在胶结充填体力学性能、充