Исследование прочностных характеристик и характеристик утолщения классифицированных

Том 13 научных докладов, номер статьи: 8361 (2023) Цитировать эту статью

162 доступа

Подробности о метриках

На некоторых новых рудниках коэффициент использования хвостов не является удовлетворительным при использовании неклассифицированных хвостов в качестве заполнителя для цементированной закладки. В то же время с развитием технологии переработки полезных ископаемых хвосты, сбрасываемые обогатительной фабрикой, постепенно мельчают. Таким образом, направлением развития технологии наполнения в будущем станет цементированная засыпка с мелкозернистыми хвостами в качестве заполнителя. В данной статье изучается возможность засыпки мелкодисперсных хвостов с использованием хвостов размером 200 меш в качестве заполнителя на Шалинском золотом руднике. Расчет показывает, что за счет использования хвостов диаметром 200 меш в качестве заполнителя коэффициент использования хвостов увеличивается с 45,1% до 90,3%. Метод центрального композитного проектирования поверхности отклика (RSM-CCD) использовался для изучения прочности засыпки с активированным щелочью цементным материалом в качестве связующего, принимая массовую концентрацию раствора засыпки и соотношение песка и вяжущего в качестве входных факторов. Результаты показывают, что 28-дневная прочность закладки с сортированными мелкозернистыми хвостами в качестве заполнителя может достигать 5,41 МПа при соотношении песка и вяжущего, равном 4, что может полностью удовлетворить потребности рудника в прочности закладки. Испытание на утолщение хвостов мелкодисперсных частиц размером 200 меш было проведено с помощью статического испытания на предельную концентрацию и испытания на динамическое утолщение. В случае добавления 35 г/т неионогенного флокулянта BASF 6920 концентрация 64,74% хвостового раствора может достигать 67,71% после 2 часов статического загущения, а концентрация может достигать 69,62% после 2 часов статического загущения. Скорость подачи загустителя следует контролировать в пределах 0,4–0,59 т/(м2 ч). При этом концентрация загустителя в нижнем стоке сравнительно высока и составляет 64,92–65,78 %, а содержание твердых веществ в сливной воде – менее 164 ppm. Традиционный процесс полного сгущения хвостов был усовершенствован за счет использования конструкции высокоэффективного глубококонусного сгустителя и вертикального силоса для песка. Возможность использования мелкозернистых хвостов в качестве заполняющего агрегата была продемонстрирована путем объединения испытаний на степень наполнения мелкозернистых хвостов, данных испытаний на сгущение и усовершенствованного процесса сгущения. Результаты исследования могут послужить примером для других рудников по использованию мелкозернистых хвостов в качестве заполнителя для проектирования системы наполнения.

Хвосты – это твердые промышленные отходы, образующиеся при разработке и использовании полезных ископаемых, которые преимущественно складируются на поверхности в виде хвостохранилищ1. Существование хвостохранилища, занимающего большое количество земельных ресурсов, остаточные химические реагенты, свободные ионы тяжелых металлов и загрязняющие вещества, образующиеся после выветривания в хвостохранилищах, будут с потоком воды проникать в подземные земли, вызывая загрязнение почвы и подземных вод. ресурсы2,3. Высушенные мелкозернистые хвосты хвостохранилища легко загрязняются пылью при ветреной погоде, что серьезно влияет на нормальный образ жизни окружающих жителей4,5. В то же время при постоянном накоплении хвостов в хвостохранилище легко вызвать геологические катастрофы, такие как селевые потоки и ливневые паводки, из-за прорыва дамбы хвостохранилища6,7. Существование хвостохранилища представляет потенциальную угрозу окружающей среде и жизни людей. Закладочный метод горных работ заключается в закладке выработанного участка хвостами переработки полезных ископаемых с добавлением цемента и воды. Это может не только уменьшить сброс хвостов и контролировать давление на горнодобывающем участке, но также предотвратить проседание поверхности и повысить скорость извлечения руды8,9. Благодаря вышеперечисленным характеристикам метод засыпки стал предпочтительным методом добычи при строительстве «зеленых» шахт10. Соотношение и концентрация засыпки, а также выбор заполнителя определяют прочность засыпки11,12. По этой причине некоторые исследователи13 создали модель прогнозирования прочности засыпки с использованием нейронной сети BP и оптимизировали ее соотношение на основе результатов физических испытаний в помещении и испытаний соотношения частиц хвостов14. Вэнь и др.15 использовали неклассифицированные хвосты в качестве заполняющего агрегата и ввели нечеткую комплексную систему оценки для получения оптимального соотношения заполняющего раствора. Ву и др.16 изучили соотношение вяжущих материалов в целом хвостохранилище с помощью ортогонального теста и создали модель регрессионного прогнозирования обратной засыпки. На основе метода анализа поверхности отклика Фу и др.17 изучили влияние массовой доли жидкого раствора, дозировки связующего и соотношения заполнителей на прочность обратной засыпки в разном возрасте.