礦山粗骨料高濃度流態(tài)管輸充填關鍵技術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,分析建立單一材質、兩種材質、三種材質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,在此基礎上研究建立粗骨料充填膠結體的強度模型。根據(jù)強度試驗結果,同時結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、流變性質及影響因素,研究開發(fā)適應金川下向水平分層進路式膠結充填采礦法的粗骨料高濃度高流態(tài)管輸充填技術。通過優(yōu)化確定充填骨料的最優(yōu)級配和膠結強度特征、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)試驗和應用。
該項研究利用新技術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用前景。