文档介绍：讲解人: 王新民
中南大学资源与安全工程学院
第三篇充填材料及充填工艺
第一部分充填材料及充填质量控制
第二部分充填材料的制备工艺与管道输送
第三篇充填材料及充填工艺
第一部分充填材料及充填质量控制
充填骨料
2
改性材料
4
常用充填材料的来源及分类
3
1
胶凝材料
3
3
充填体的力学特性
6
充填体的含水与脱水
3
5
充填质量控制
3
7
密度/t·m-3
细泥
细砂
粗砂
水泥
砼结构泵送充填水力充填风力充填
图3-1 几种不同充填工艺的充填材料组成
1 常用充填材料的来源及分类
充填材料包括胶结剂、骨料、化学添加剂等。不同的充填工艺应用的充填材料组分不同,比例也不同,图3-1为几种国内外常用充填工艺的材料组成。
充填材料选择
首先矿山废渣的利用
就地取材,加工成符合质量指标的充填料
若需外购应就近取材,以减少运输费用
1 常用充填材料的来源及分类
充填材料分类
胶凝材料—在充填的条件下,材料本身的物理和化学性质发生变化,使充填骨料凝结成具有一定强度的整体;
改性材料—加入充填料中用以改变充填料的质量指际,例如提高流动性和强度,加速或延缓凝固时间等。
充填骨料—在充填过程中和充填体内材料的物理和化学性质基本上不发生变化,作为充填的骨料;
类别
充填骨料
胶凝材料
改性材料
名称
废石、卵石、碎石、河砂、戈璧集料、粘土、重介质尾砂、全粒细尾砂、分级尾砂、水淬炉渣、山砂、人造砂等
水泥、磨细的高炉矿渣、磨细的炼铜炉渣、磨细的烧粘土、生石灰、熟石灰、石膏、粉煤灰、磁黄铁矿、硫化矿物等
水、絮凝剂、速凝剂、缓凝剂、减水剂、早强剂等。
表3-1 常用充填材料
2 充填骨料
充填骨料的化学成分
材料
金川风砂
凡口尾砂
铜官山尾砂
红透山尼砂
锡矿山尾砂
页岩
砂岩
石灰岩
花岗岩
SiO2
A1203
Fe2O3
——
MgO
——
CaO
CO2
——
——
——
——
——
——
Na2O
——
——
——
——
——
K2O
——
——
——
——
——
FeO
——
——
——
——
——
S
——
——
——
——
——
单位体积(包括内部封闭孔隙与实体积之和)的烘干质量称为表观密度(以前称视比重)。
而绝对单位体积(不包括任何封闭的孔隙)的烘干质量称相对密度。在自然状态下堆积的单位体积的供干质量称堆积密度。经过一定的捣实或压实后所测得的单位体积的烘干质量称紧密密度。
2 充填骨料
充填骨料的密度
2 充填骨料
充填骨料的孔隙率
充填工作所用的充填骨料大多是自然或经过加工的松散材料,而不是原地岩体。为方便充填料量的计算,除非特别指出,孔隙率的计算公式如下:
(3-1)
ρ—孔隙率; γB—表观密度,t/m3;γD—堆积密度,t/m3。
孔隙率与粒级组成和颗粒间的排列方式有关。等直径密实圆球(内部不含封闭的孔隙)呈立方体排列时有最大的孔隙率,ρ=,呈菱面体排列时有最小的孔隙率,ρ=。混合粒级的密实圆球的孔隙率最小可达到ρ=。
2 充填骨料
充填骨料母岩的强度
母岩的强度与岩性、矿物组成、结构、埋深和风化程度等有关,同一类岩石的强度相差较大。母岩的强度一般是将母岩制成5×5×5cm的立方体(或Φ5×5cm的圆柱体),在水饱和状态下测得的极限抗压强度值。常用作充填料的母岩强度值见表3-3。
类别
表观密度/t·m-3
抗压强度/MPa
弹性模量/×104MPa
泊桑比
花岗岩
~3
60~200
~