1.1 试验方法试验采用全尾砂、3 种胶凝材料(编号 1# ~3#胶固粉,其中 1#胶固粉为矿山现用),配置 1 个浓度(72%)、5 个灰砂比(1:4,1:6,1:8,1:12,1:20)的试块,测试养护 28 d 后的试块强度。强度配比试验过程分配料、和料、灌模、拆模、养护、压力测试 6 个步骤,将试块置于温度 20°、湿度 95%的环境中养护。
1.2 试验结果及分析不同胶凝材料强度配比试验结果见表 1,为便直观分析,绘制强度趋势曲线如图 1。由表 1 和图 1 可知,采用 3 种胶固粉的胶结强度排序为:2# 胶固粉>3# 胶固粉>1# 胶固粉。
2 基于充填成本的胶结剂优选胶结剂的性质是影响充填体强度的关键因素,胶结剂成本是充填成本的主要组成。选用何种胶结剂是一个重要工作。该铁矿采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法,其充填体强度要求见表 2。结合图 1 可知,充填体 28 d 强度要求对应的灰砂比,进而推算出全矿综合灰砂比及胶结剂综合单耗,结合各胶结剂价格计算出胶结剂单位体积成本及年胶结剂成本。
(1)2# 胶固粉、3# 胶固粉的单位成本均低于矿山现用的 1# 胶固粉;(2)2# 胶固粉的综合单耗最低,虽然价格稍高,但单位成本最低,较现用胶结剂成本降低 17.7元/m3 ,降幅达 32%。因此,推荐矿山采用 2# 胶固粉。
3 结 论
实验室配比试验及成本分析表明,2# 胶固粉胶结效果良好,经济效益显著。建议矿山尽快推广应用。同时,应在实际充填过程中跟踪检测充填体强度,验证充填质量,确保矿山安全生产和降本增效的有机统一。