充旗材料的性覃
重 对充 填料 的 透 水性 及 力学 性 质有 关 的 粒状
、
一
、
前
梦 招
口
,
粒 度分 布 有 人工
、
、
比 重 和稠 度
密度
等 进 行分 析
,
对 坑 内采 空 区 的 充 填
、
机械
、
风
飞
力 和 水 力充 填 等 方 法
坑 内所 出 废 石 土 砂
,
、
。
所使 用 的 充 填 材 料 有
尾砂 风化砂
,
、
粒
状
,
冶炼 渣
。
、
研 究 充 填料 的 粒 状
如是 否带 角
、
园的
、
煤 灰 和 这 些材 料 与 水 泥 混 合 等 不 同情 况 对 坑 内采 空 区 进 行 充 填 的 目的
了 坑 道 的 维持
,
锋锐
,
或 呈麟 片 状 等
。
主要 是为
粒 度分布
充 填材料 由 不 同 大 小 的 粒 度 组 成
,
地 压 的 控制
。 、
,
地 表 沉 降 的 防止
,
等 方 面 起 到 效 果 而 效 果 的 大 小 从 到 目前 为止
的经验看 大
。
各 种不
,
受 充 填速 度
充 填 密度 的 影 响很
,
‘
同 粒 度 是 怎样 混 合 起来 的
如何
。
,
所 占比例 及 均等性
其 中 以 水 力 充 填 所 取 得 的 充填效 果 比 较 显 本 文 以 研 究 的 结 果 为基 础
。
著
,
主 要 对 水 力充
比
盆
、
填材 料 的 性 质 进 行 论 述
充 填 材料 的 比 重 与 用 管 道 输送 的 难 易
充 假
二
、
充 填材料 的 物 理 性质
,
填后 的 脱 水有关
比重
,
,
。
要 测 出充 填 料 的 真 比 重
。
、
由此 得 出 其 空 隙 率
,
。
充 填材料 一 般 都 由 多 种 物 质 组 成
。
一般 对
根 据上 述 要 求 实例 列 入表
将 一 个 尾 砂 的 物理 性 质 的
其 物 理 性 质 进 行 调 查 研 究 本 文 从 实用 出发 着
表 矿 山 名
匕 。重
尾 砂 的 物理 性质
均 等度
尾 去泽 细仓
。
,
形状
上 尸 泞 玉 门 ） 自 月八 ｝ 庄佳 注勺 汀夕
二
透 水系数 厘 米 了 秒
,
。
。
河山
。
。
…
是从 筛 分 结果
块
状
一
。
一
块状 片状
。
一
赤金
佐佐连 明延
。
。
块
块
、
状
。
一
。
。
块状 片 状
。
一
。
状
一
表 中的 平 均 粒 径
按
二
王
衬
名飞 平
李
一
这 一 公 式计算 而 得
量
,
。
式中
均 等度
为各 筛分 试 样 的 重
是经
,
式 中 为水 量
料的面 积 厘 米
是 水力 梯 度
厘米 秒
,
厘米
,
是 水 通 过 充曝
,
是 粒 度系数
。
,
是 透 水 系数 厘 米 秒 秒
,
过 筛 分 结 果 划 出的 粒 度 累 加 曲线
颗 粒 含 有百 分 比 相 当 为 卜 匕
。
与在 曲 线 上
的 粒径 的
是时 间
。
是 平均速 度
的与
水 撼 我 上欢利透 像教
充城 材料 的 拥 度
充 填 材 料 根 据 含 水 量 的 不 同 引起 其性 质 的 显 著变 化
,
一
,。
,。
‘
,
。
排泳 志 欢 土 质状 态
充填 料 颗 粒 间 隙 中如 含有 水 分
,
,
则
目
满洁
砂砾
好
声志气 令禽万 邹
不
一 「一 。 , 。
,。
一
。
,。
一
,
并
很 不 解
显 示 似 液体的 流 动 性 如 含 水 量 减 少 则 充 填 料 的 粘 性 增加
,
带 有塑 性
,
如 含 水量 再 减 少
。
,
则
、
, 愿 替
经 过 半 固体 状 态 最 后形 成 固体
性
、
这 样性 质 的 变
向
挂 从, ‘
化 是 逐 步 渐 变 的 而 从 界限上 则 划 分 为 液 体 塑
试 教 右法 法
耀糯赢宁 、 了 琳。 摊 知嗯 镶 一州 …
一
“
‘
彝廖黔 一
’
藕挂
‘
一
’
’
“
一
’
,
一
’ 一
’
半 固体
、
固体 的 四 个阶 段
、
,
其 三 个 界 限分
。
卜
毛, ,
州
双 压密试 毅算出 出
另 称 为 液体 界限
塑 性界限
、
收 缩界 限
尾 砂 的 透 水性 如 表 砂
、
所示
,
其数值与 表
,
三
的 吸着水
、
充 填材料堆 积 层 中的 水
,
中 土 质 和透 水 系 数 之 间 的 关 系 对 比 微 砂 的土 质状 态
。
相 当于 细
,
排水 状 态 应 列 入 不 太好
所示的 粒径 与排
。
充 填 料 堆 积 层 中的 水
,
可分别 为颗 粒表面
。
的范围 内
,
另外
,
对照 如 图
,
保 持 在 颗 粒 间 隙 中 的 毛 细 管 水 与依
,
水法 之 间 的 关 系 可 知
根据 尾砂 的粒度分 布 情
,
据 重 力作 用 可 移动 的 重 力 水 等 三 种
况 不 同 靠 重 力 排 水 有 时 将 出现 困 难 其 次 关 于 对堆 在 透 水 系 数 与 粒 径 的 关 系上
,
其 中 毛 细 管 水 在 重 力 水脱 水 终 了 后
积 层 中的 含 水 状 态 给 以 大 的 影 响作 用
,
虽 是 同一 粒 径 特
。
因此 必
性 的 土 但 由 于 粒 状 不 同 却 出现 很 不 相 同 的 透
,
须 知 道毛 细 管 的 上 升 高度
。
在 充填 料 堆 积 层
,
水性
,
例 如 呈 园形 的 颗粒
,
其透 水 性 就 很 好
’
中
,
如 给 以 高 于 毛 细 管 高度 的 水 头
。
则水就 通
即所要 知
牙 百 牢
过 间 隙而 流动
水 的 流 动 容 易程 度
,
道 的 透 水性
。
充城 料堆 积 层毛 栩 啥 水 的 上 升 高 度
毛 细 管 水 的 上 升 高 度 可 根 据在 干燥 的 充 填
料 堆 积 层 里 上 升 水 的 高 度 通过 直 接 观 测 求 得 粒 度越 细
,
。
毛 细管 水 上 升 高度越 高
, ,
。
,
而在同样
黯
,
一
丁 人 卜「 汀 『 为承 舞 不 仁燕盆 陌 重 日 空 又 力 排 眨 舀 属 法〕祠 … 哪驴 〕 入 、 叭 水 好 压 从 服〔 目 口 冈 从 仪口
不
,
’
’
‘
’
粗
径
,
,
粒 度 的 充 填料 中 间 隙 率 愈 小 则毛 细 管 水 的 上
升 高 度愈 高
图
粒径 与排 水 法之 间 的 关 系
、
充城 料的 透 水性 充 填 料 的 透 水性
和
,
四
的公式
,
、
充 琪 材料 的 力 学 性 质
,
用
,
求得
。
,
以 此 算 出 充 填料的 透
水 系 数
、
充 填 料 的 力学 性 质
颗 粒本 身 的 性 质
,
亚 非 仅 指 构成 充 填 料
决 定于 充 填 料 的 粒 度
间隙率
间 隙 的形 状 与
重 要 的是 颗 粒 集 合 体 的 耐压
,
排列
力
支 持 力 和 给 以压 力 后 会 出现 变 形 下 沉
。
・
“
“
・
“
・
“
……
二
。
“
这 样两 个 问 题
。。
充填料 的 耐 压 力即 强 度
。
与剪
。
切 强 度有 密 切 关 系
二。
充 填 料 的 变 形 与 充 填料 的
、
二
一
二
—一
、
…
。。 。
。。
压 缩性有 密 切 关系
而 此 二 者 又 不 是 独立 的
一
一
,
充城 料的 强度
,
向 充 旗 料 上 加 力而崩 坏 时 滑 面 业 沿滑 面而 滑动
,
,
充 填料 内 出现 在非 固结性 的
因而
,
充 填 料 内 抵 抗 着 滑 动 的 是 在 充填 料 中 内 部 摩
擦 在 起 作 用 通 常 求 内 部 摩 擦广 乏 使 用 直 接剪 切
一面 剪切
试 验 与 间 接剪 切 试 验
如图
。
。
一面 剪切试验
所示
,
将 试 样装
将一方沿
入 上 下 两 层 的 园 筒形 或 方形 容 器 中
,
水 平 牵 引而 引起 剪 切 破坏
这 种试验 方 法 虽 然
存 在 着 剪 切 箱 摩 擦 的影 响
,
,
剪 切 应 力方 向 与 破
,
断 方 向 不 一 致 等 缺点 但 仍 是 一 种 比 较 简单 可
得 出 大 概 数 值 的 试 验方 法 去泽 矿 山 的 尾 砂
,
。
用 此 试 验 机试 验 尾
变更 其 含 水 率而 求 得 的 内摩
擦 角如 表
一
藩
迭入
吧
月
入
」 「
,
二二 二
互〔 州 〔
藻 亘租 舀 尽
〔工二
司
习
竺 二
二 柔
迷 灯
、
月
图
一 犷 一 下 闪 夕 朴 死 森
一 守 一 自 、
三 轴 压 缩 试验 机
一 苗丫闰 尹夕节 扣沁喇 祺 乙址 夕号业 如 干冲 到 州侧 幼 垂卿 祛 一 直目 载
・
二
一
三 轴压 缩 试 验 强 度最 好 的 方 法
。 。
这 是 一 种求 得 抗剪
、 一
断 面
卜 材 彩
所 用 的试验机如 图
,
所示
,
,
用 油压 逐 渐 加 周压
与 此 同 时于 垂 直 轴 方 向
此图 压缩
加压 力
图
是 试 验结果 的 一 个实 例
,
少
图
表 一 面 剪 切 试验机
、
表示 了对 尾 去 泽 矿 山 尾 砂 变更 周 压 时 主 应 力差
的 曲线 图
强 度增 大
。
从 图 中看 出
随周压 的增加
,
,
同 时 明显 地 表 现 出试 样 的 流 动 性
质
。
含 水 率 与 内摩 擦 角
粘 着力的 关 系
下 面 是 用 试验 的 结 果 根 据
的假 说 所
划 的 破 坏 包络 线
,
求 出各 垂 直应 力 下 的 内 部 摩
。
擦 角 和 剪 切 应 力列 人 表
退 ‘ ‘ 八 , ｝ 八
】 ,
｝ 甘 八 八心 ‘ 自 立
｝ 』 ｝ 八
｝ 八 氏 八口 左
…
,
协 姗 以 温
从 表 中可 看 出
含 水率增 加
,
则 出现 内摩
。
擦 角 减 小 与 粘 着 力 有 所 增加 的 倾
向 但 是 前 者
,
的 减小 程 度 比 后 者 的 增 加 程 度 较显 著
,
其结 果
。
声 日叨
毛
是 含 水率 增 加 就 必 然 使 抗 剪 强 度变 弱
内 摩 擦 角越 小
。
而且
里竺
溯
则 支持 力 也越 小
。
。
这 说 明 留存
图
主 应 力差 曲线 图 尾 去 泽 矿 山尾 砂
在 充 填 层 中的 水 应 当 尽 量 减 少
一
一
则 从表 中可以着 出 垂直应力 高 内部摩擦角减
,
越显著
。
小
,
这 种倾 向
,
当 含 有麟 片状 的 粒 子 越 多时就 表
各 垂 直 应 力下 的 内 摩 擦 角与 剪 切 应 力
垂 直应 力
尾 去泽 泽
内摩 擦 角
剪切应力
细仓
… … 厂 一下 下
“
。 公 斤‘ 。 厘米
。 公 斤‘ 米 。 厘
。 公 斤‘ 米 。 厘
一
。
内摩 擦 角
一一竺一一 卜 …
。 ‘
一
…
一
…
。 。 公 斤‘ 米 厘
’
一
二竺 一
“
。 ’
卜二竺一 ‘ 二竺‘ 一一
’ ’
剪切应力 赤金 内摩擦 角 剪 切 应力 力
佐佐连
一 一
一
怪 了 一
。 ’
“ “
卜
一二竺一一
‘
’
卜
一
一 燮二 一
’ 一
一三竺
‘
’
一
一一
。
’
一一竺 一一
“
一
内摩擦 角 剪 切应 力
一 ‘ 卜 少上一 卜 里匕一 卜 燮二一一
‘
’
‘
・
’
一二竺一一
’
一止竺一
’
一
明延
内摩擦 角 剪 切应 力
卜一型止一 一二竺
。
’
一止兰 一
“
‘
河山
内摩 擦 角
一里一一 一一燮二‘ 一里竺
“
‘
。
‘ ’
’
剪切 应 力
’
’
— —
充城 料的 变 形
充 填 料受 压 后
,
当压 力 很低 时
,
,
粒 子 自身几 乎 不 出
在 比 较 短 的时 间 内即 出 现
变形
大
。
。
这 种变 形
。
,
一 部分 是 弹 性 变 形
,
大 部分
必须对
现变形 隙
压
,
,
但 由 于 粒 子 相 互 间 的摩 擦 而 缩 小 间
是 永久 变 形
永 久 变 形 量 越 少 则 支撑 效 果 越
,
。
压 力逐 渐加 大
,
由于 粒 子互 相 挤
为取 得 含 永久 变 形 量 少 的 充 填 料 为 了 解 充 填 料 的压 缩性
,
出现 很 少 的 弹 性 变形
宫
,
粒 子 表 面 剥离 破
充 填 料 的 压 缩 性 进 行 研 究分 析 验装置 粒状
、
损
,
粒子 间 隙 被 进 一步 紧 缩
压 力 再 增加
,
用图
所示 的 试
、
粒 子 的弹 性 变 形 量 与
。
。
一 般 充填 料 的 压 缩 率与 组 成 充填料 的
、 、
其 表 面 的剥 离 破 损 量 也 更 加 多 度低 的 粒 子 本 身 开 始 破 坏 压实
直 至强压
,
与此 同 时
,
强
粒度 组 成 粒 子 强 度 充 填 密度
。
脱 水率
,
粒子 间隙 被进 一 步
,
等 有关
对 充 填 料 的压 缩现 象 进 行 分 析
则 走 向 全粒 子 的 破 坏
。
粒 子 间 隙 更 进 二 步 被压 实 系 如图
,
。
上 述 分 析 说 明 了 加 压 力与 压 缩 率 之 间 的
关 所 示 尾 砂却有与此 相 同 的倾 向
,
。
一 以讼 饥 气 祖
长
二
卜
二
在 充 填 料 中含 麟 片 状 的 粒 子 越 多
下转 页
则在
。
、
一
‘
、
司 、
”‘
情 况 下 所 反 映 出来 的压 缩 性 更 表 现 突 出
图
一
压 缩 试验 装 置
物 滤并含 水 干 燥 后含 水
料
系
统
干 燥机能力 干燥 机 定 额 物 料 含 油 量 物 料 含 煤 油 量 干 料 吨 小时 公斤 水 米 小时 克 吨 原矿 克 吨原矿 最高
水
进 气 干 球 温 度 途气湿 球
汽
系
统
、
翌
一
温熨
・
“
… 湘哪 度 进气干 球 途氢湿 球 坦哪 弓刚 风到 弓区 机压 力 趣 握合 气 … … “
哪 ”
况度
“
况度 …
’
度
‘。
‘
…
系
酬 ‘ ‘
・
米“ 小时 米 毫 水枉 静 六 湿度 体 …
。 一
’
。
炉
二,
灯
气
统 鼓
,
且
、二 。
、
、
、
,
解七 兰 札 林 里 加
吨 公 斤“ ‘
・
一
冰 斌序 溉
姗娜兰
。
司
、 。。 山 枯 、 门冲山从 ‘ 击
风
机
”’
米 风 小 引 一
恻
度毫 米 炉气 温度
一
…
”
…
进 入 冷却 塔温度
’
风量
水柱 士 梦… 兰
“
上接
页
防 止 矿 山灾 害 等 观 点 出发
—
,
。
风 … 压毫米
机 量 风压毫 时 米 水柱 静
风
都 在 致 力于 充 填 方 但 最终要求
一 上 毯醚通乞岁
议 （ 琐 漂 粉
法的改善
,
具 体作 法 则 多 种 多 样
,
。
不 外是 采 掘 后 很 快 充 填
充 填速 度 如 何 加 快 与
,
,
骨
④
充 填 密 度 如 何 提 高 因 此 首 先应 作 为采 掘 与充
③
填 工 作 的全 面 安 排
如 何 考虑 等
,
、
计划
研 究所采取 的 充填
设 备 和 为 了 提 高 充填 密 度 对 充 填 料 的 粒 度 分 布
必 要 时 要 考 虑 强 制 压 入 充 填 或振
,
①
一二一一二一一一‘ 一盛 拭,
肠,
动 充填
。
口 力 压力
图 五
・
表 示 加 压 力与 压 缩 率 之 间 的 关 系 的模拟 图
一一 一
。,
’
此外
,
对 如 何满 足 充 填料 数 量 的 要 求
。
还
必 须 考 虑 细 粒 尾 砂 的利 用 问 题
在 充填 料的固
结性问题上
的探讨 等
。
,
还 有混 以 水泥
、
炉 灰 或 硫 化铁 矿
结
近年
,
捂
,
译 自 《 日 本 矿 业 会志
年 月 生 产安 全与
》
翅
为使 采 矿 效 率 的提 高