粉煤灰全尾砂料浆流变特性及影响因素

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1、粉煤灰全尾砂料浆流变特性及影响因素毛明发1王炳文1张文科1游家梁1赫宝龙1。2（1.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京100083；2.开滦（集团）有限责任公司钱家营矿业分公司，唐山063301）摘要本文在流变特性试验的基础上,运用流变学理论和统计学原理对全尾砂料浆的流变模型和流变参数影响因素进行了研究。深入分析了料浆质量分数、灰砂比、粉煤灰参量、温度以及胶凝时间等因素对流变参数的影响，揭示了其影响的主次顺序和影响规律，并建立了料浆流变参数、工作特性参数与主要影响因素的函数关系，丰富了充填工艺的理论依据。关键词流变特性影响因素水化温度胶凝时间Rheologi

2、calPropertiesandInfluenceFactorsofTheFlyAshFullTailingsSlurryMao-Mingfa1Wang-Bingwen1Zhang-Wenke1You-Jialiang1He-Baolong1。2(1.Chinauniversityofmining&technology(Beijing)Facultyofresources&safetyengineering,Beijing100083；2.QianjiayinBranchofKailuan(group)co.,LTD,TangShan063301)AbstractTh

3、eauthorexplorestherheologicalmodelandtheinfluencefactorsofalltailingslurryonthebasisoftherheologicalpropertiestestbyusingtherheologicaltheoryandstatisticsprinciple.Slurrymassfraction,cement-sandratio,contentofflyash,temperatureandThehydrationtimeontheinfluenceofrheologicalparameterhadbe

4、enanalyseddeeply.Itrevealstheprimaryandsecondaryorderandtheeffectlaw.Thenthefunctionrelationshipbetweenslurryrheologicalproperties,operatingcharacteristicsandthemaininfluencefactorswasestablished,enrichingthetheoreticalbasisofbackfillprocess.KeywordRheologicalproperties,Influencefactors

5、,Hydrationtemperature,Hydrationtime70概述全尾砂充填采矿能够充分利用选矿尾砂，减少尾矿库建设，有效控制矿山地压活动，防止地表塌陷，保护地表环境，具有损失率小、贫化率低、安全性高等优点。同时随着浅部资源的逐渐枯竭和深部资源开采强度逐年加大，充填采矿法作为一种安全无废绿色采矿方法，在矿山开采中应用日益广泛。料浆管道输送是实现矿产资源安全高效开采关键环节。充填料浆的质量分数、灰砂比、温度、胶凝时间、粉煤灰含量以及胶凝材料性质等因素对管道的输送能力、管道沿程阻力的计算以及输送过程的安全与可靠性具有决定性作用。针对水泥全尾砂充填料浆流变特性研

6、究，是实现充填系统优化设计和高浓度管道减阻自流输送的基础［1-3］。因此，本研究在实验的基础上运用流变学理论和统计学原理分析了以上各因素对水泥-全尾砂料浆流变参数的影响主次关系；深入研究了不同质量分数以及不同灰砂比料浆的流变模型及流变特征；建立了料浆流变参数、工作特性参数与主要影响因素的函数关系，为料浆制备、管道水力坡度计算、管路设计与参数优化等充填工艺提供理论依据。1实验原理及方案设计1.1全尾砂料浆流变参数高浓度浆体或膏体的输送性能与料浆的流变特性密切相关，其评价指标选用料浆的初始屈服应力τ0和黏度系数η[4]。料浆初始屈服应力能使浆体结构屈服并流动所需要施加的最

7、小应力。它是一个由形变速度、形变温度、形变程度决定的函数[5]。黏度系数是高浓度料浆的固有本质，它反映了料浆抵抗剪切变形能力的大小，其大小为浆体塑性流动时应力与剪切速率的比值。黏度系数并非一个常数，随着料浆所承受的剪切速率变化而改变。比如在低剪切速率时，料浆处于层流状态，黏度系数大小主要由颗粒与颗粒、颗粒与水之间的附着力决定；在高剪切应力时，料浆处于紊流状态，黏度系数主要以絮团之间的能量交换为主，其大小相对稳定，为一个波动较小的常数。1.2正交试验正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因素实验、寻求最优水平组合的一种高效率实验设计方法，其基本特点是：