粗磷尾矿胶结充填级配及抗压强度分析

摘要

利用粗骨料进行高浓度胶结充填是矿业工程中的研究难点.为高效利用粗磷尾矿以消除其环境污染、土地占用以及采空区诱发的地质灾害等问题,以粗磷尾矿和粉煤灰为主要充填材料,首先通过SEM、ICP-MS&ICP-OES、XRD、激光粒度分析以及其他标准测试手段对主要充填材料的物理特性、化学成分和矿物成分进行分析;然后利用最大密实度级配曲线理论对粗磷尾矿自然级配和不同破碎粒度磷尾矿级配进行研究;最后采用正交试验设计法和多元非线性回归法对充填体无侧限抗压强度的变化规律进行研究,并对胶结充填材料经济、环境和社会效益进行分析.结果表明:粗磷尾矿和粉煤灰物理性能较差,但粗磷尾矿化学特性稳定,粉煤灰具有较强火山灰特性;-5 mm粒度破碎磷尾矿具有较优密实度;充填体无侧限抗压强度后期强度增长较快,同时随胶砂比、质量浓度和水泥/粉煤灰的增大而增大,其中胶砂比的影响程度最大,且无侧限抗压强度与因子之间存在显著非线性关系;利用粗磷尾矿和粉煤灰进行胶结充填具有显著的经济、环境和社会效益.