半水磷石膏基礦用復(fù)合充填材料及其管輸特性研究

半水磷石膏基礦用復(fù)合充填材料及其管輸特性研究摘要：半水磷石膏基礦用復(fù)合充填材料是一種新型的能夠提高礦山回采率、減少固體廢棄物排放的高性能充填材料。本研究以兩種不同配比的半水磷石膏為基礎(chǔ)，探究了添加不同種類和數(shù)量的復(fù)合物料對充填材料性能的影響，并通過管輸實驗研究了其輸送特性。結(jié)果表明，適當(dāng)控制復(fù)合材料的添加量能夠顯著提高充填材料的流動性和穩(wěn)定性，在管輸過程中能夠有效減少材料的堵塞和流失。本研究為半水磷石膏基礦用復(fù)合充填材料的發(fā)展和應(yīng)用提供了重要參考。

關(guān)鍵詞：半水磷石膏；復(fù)合充填材料；管輸特性；回采率；固體廢棄物

1.引言

隨著礦物資源的日益枯竭，對于礦山回采率和固體廢棄物排放的治理已經(jīng)成為礦業(yè)企業(yè)必須重視的問題。傳統(tǒng)的礦山回采方式容易造成礦山空洞塌陷、綠化難以恢復(fù)等問題，而充填采礦技術(shù)則是一種可行的解決方式。充填采礦技術(shù)是在礦體空洞中填充高性能物料，形成人工支撐，在實現(xiàn)礦體回采的同時減少了固體廢棄物的排放，可以達到較高的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。然而，傳統(tǒng)的充填材料使用普通水泥作為主要成分，流動性和穩(wěn)定性都較差，對于礦山回采效果并不理想。

半水磷石膏是一種新型的礦用復(fù)合充填材料，其以半水磷石膏為基礎(chǔ)，經(jīng)過一系列物理、化學(xué)改性制備而成。與傳統(tǒng)的水泥充填材料相比，半水磷石膏基礦用復(fù)合充填材料具有流動性好、硬化速度快、穩(wěn)定性高等特點，能夠有效提高充填工藝效率和回采率，同時減少了固體廢棄物的排放。

本研究以兩種不同配比的半水磷石膏為基礎(chǔ)，探究了添加不同種類和數(shù)量的復(fù)合物料對充填材料性能的影響，并通過管輸實驗研究了其輸送特性。結(jié)果表明，適當(dāng)控制復(fù)合材料的添加量能夠顯著提高充填材料的流動性和穩(wěn)定性，在管輸過程中能夠有效減少材料的堵塞和流失。

2.實驗方法

2.1材料制備

本研究選用了兩種不同配比的半水磷石膏作為基礎(chǔ)材料，并分別添加不同種類和數(shù)量的復(fù)合物料制備了復(fù)合充填材料。其中，添加的復(fù)合物料包括硅灰石、硅微粉、聚丙烯纖維和膨潤土等。

2.2試驗設(shè)備

本研究采用了管輸實驗裝置對充填材料的輸送特性進行了研究。該裝置主要包括料槽、輸送管道、壓力計、流量計等部分。

2.3試驗方法

首先，將充填材料均勻地放入料槽中，通過電動機帶動螺旋輸送機將材料輸送至管道中，并控制管道中的輸送壓力和流量，觀察材料在輸送過程中的流動性和穩(wěn)定性。

3.實驗結(jié)果與分析

3.1充填材料的性能測試

通過水泥快測儀測試充填材料的硬化速度，表明添加一定量的硅灰石和膨潤土可以顯著提高硬化速度；通過質(zhì)量分數(shù)分析儀測試充填材料的密度，表明添加適量的硅微粉和聚丙烯纖維對密度的影響不大；通過壓縮試驗測試充填材料的抗壓強度，表明添加適量的硅灰石和膨潤土可以顯著提高抗壓強度。綜合上述測試結(jié)果，加入適量的硅灰石和膨潤土可以顯著提高充填材料的整體性能。

3.2管輸特性測試

通過管輸實驗研究了不同充填材料在輸送過程中的流動性和穩(wěn)定性。結(jié)果表明，在相同的輸送壓力和流量下，添加復(fù)合材料的充填材料顯示出更好的流動性和穩(wěn)定性，未添加復(fù)合材料的充填材料易出現(xiàn)堆積和流失等問題。同時，在輸送過程中添加適量的聚丙烯纖維可以有效防止充填材料的沉降和分層現(xiàn)象。

4.結(jié)論

本研究以兩種不同配比的半水磷石膏為基礎(chǔ)，通過添加復(fù)合物料制備了具有優(yōu)異性能的半水磷石膏基礦用復(fù)合充填材料，通過管輸實驗研究了其輸送特性。結(jié)果表明，適當(dāng)控制復(fù)合材料的添加量能夠顯著提高充填材料的流動性和穩(wěn)定性，在管輸過程中能夠有效減少材料的堵塞和流失。本研究為半水磷石膏基礦用復(fù)合充填材料的發(fā)展和應(yīng)用提供了重要參考此外，通過性能測試也證明了添加適量的硅灰石和膨潤土可以顯著提高充填材料的硬化速度和抗壓強度，這對于礦井支護和安全生產(chǎn)具有重要意義。

基于本研究結(jié)果，可以進一步推廣應(yīng)用該復(fù)合充填材料于礦井支護工程中，并進一步探討其應(yīng)用于其他領(lǐng)域的可能性。需要注意的是，添加復(fù)合材料的過程需要嚴格控制添加量，以充填材料的性能和穩(wěn)定性為前提，同時還需要對充填材料在不同條件下的輸送特性進行進一步研究和實驗此外，還需加強對該復(fù)合充填材料的環(huán)境影響和可持續(xù)性的評估和探究。在采礦活動中，充填體的使用和處理會產(chǎn)生大量的廢棄物和污染物，對環(huán)境和生態(tài)造成不利影響。因此，需要從可持續(xù)的角度出發(fā)，考慮如何優(yōu)化充填體的使用、回收和利用，減少對環(huán)境的負面影響。

此外，對于該復(fù)合充填材料的成本和可行性也需要深入研究。雖然該材料在提高充填材料性能方面有著顯著作用，但其成本相對于傳統(tǒng)充填材料也更高。因此，在推廣應(yīng)用該材料時需要綜合考慮其性能和成本，評估使用該材料是否符合經(jīng)濟效益和實際需求。

總之，通過本研究結(jié)果，我們展示了復(fù)合充填材料的潛力，為提高礦井支護和安全生產(chǎn)做出了積極貢獻。未來，應(yīng)加強該材料在環(huán)境、成本和可持續(xù)性方面的研究和報告，以推廣其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展此外，需要注意復(fù)合充填材料的生產(chǎn)和加工過程中可能存在的安全隱患。由于該材料中添加了多種成分，如果不加以妥善控制和管理，可能會對生產(chǎn)工人和環(huán)境造成危害。因此，在生產(chǎn)和加工過程中需要加強安全防護，合理管理和處理產(chǎn)生的廢棄物和污染物，確保生產(chǎn)過程安全可靠，避免對人體和環(huán)境造成不良影響。

此外，還需要重視該復(fù)合充填材料在長期使用過程中可能出現(xiàn)的性能衰退及其影響。由于該材料中添加的有機成分容易分解和揮發(fā)，可能會對充填體的穩(wěn)定性和耐久性產(chǎn)生影響。因此，在使用過程中需要注意監(jiān)測和評估其性能變化情況，及時采取相應(yīng)的維護和修補措施，以保證其持久可靠地發(fā)揮作用。

此外，該復(fù)合充填材料的推廣和應(yīng)用也需要面臨一系列技術(shù)和經(jīng)濟上的挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面，需要加強與傳統(tǒng)充填材料的比較研究，進一步優(yōu)化材料的配方和加工工藝，提高其適用范圍和性能表現(xiàn)。在經(jīng)濟方面，需要考慮如何降低材料成本、提高市場競爭力、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域等問題，以實現(xiàn)對該材料的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。

綜上所述，復(fù)合充填材料是一種具有潛力的新型充填材料，其在礦井支護和安全生產(chǎn)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。但其在環(huán)境、可持續(xù)性、成本、安全等方面也存在一系列問題和挑戰(zhàn)。因此，需要加強相關(guān)研究和探究，完善材料的技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境評估體系，促進其可持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用推