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?xún)煞N不同配比的半水磷石膏為基礎(chǔ)，探究了添加不同種類(lèi)和數(shù)量的復(fù)合物料對(duì)充填材料性能的影響，并通過(guò)管輸實(shí)驗(yàn)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(dòng)性和穩(wěn)定性，在管輸過(guò)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(duì)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(wèn)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(wèn)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(shí)現(xiàn)礦體回采的同時(shí)減少了固體廢棄物的排放，可以達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)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(dòng)性和穩(wěn)定性都較差，對(duì)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(guò)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(dòng)性好、硬化速度快、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，能夠有效提高充填工藝效率和回采率，同時(shí)減少了固體廢棄物的排放。

本研究以?xún)煞N不同配比的半水磷石膏為基礎(chǔ)，探究了添加不同種類(lèi)和數(shù)量的復(fù)合物料對(duì)充填材料性能的影響，并通過(guò)管輸實(shí)驗(yàn)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(dòng)性和穩(wěn)定性，在管輸過(guò)程中能夠有效減少材料的堵塞和流失。

2.實(shí)驗(yàn)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(lèi)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(rùn)土等。

2.2試驗(yàn)設(shè)備

本研究采用了管輸實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)充填材料的輸送特性進(jìn)行了研究。該裝置主要包括料槽、輸送管道、壓力計(jì)、流量計(jì)等部分。

2.3試驗(yàn)方法

首先，將充填材料均勻地放入料槽中，通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋輸送機(jī)將材料輸送至管道中，并控制管道中的輸送壓力和流量，觀(guān)察材料在輸送過(guò)程中的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1充填材料的性能測(cè)試

通過(guò)水泥快測(cè)儀測(cè)試充填材料的硬化速度，表明添加一定量的硅灰石和膨潤(rùn)土可以顯著提高硬化速度；通過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析儀測(cè)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(duì)密度的影響不大；通過(guò)壓縮試驗(yàn)測(cè)試充填材料的抗壓強(qiáng)度，表明添加適量的硅灰石和膨潤(rùn)土可以顯著提高抗壓強(qiáng)度。綜合上述測(cè)試結(jié)果，加入適量的硅灰石和膨潤(rùn)土可以顯著提高充填材料的整體性能。

3.2管輸特性測(cè)試

通過(guò)管輸實(shí)驗(yàn)研究了不同充填材料在輸送過(guò)程中的流動(dòng)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(dòng)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(wèn)題。同時(shí)，在輸送過(guò)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?xún)煞N不同配比的半水磷石膏為基礎(chǔ)，通過(guò)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(guò)管輸實(shí)驗(yàn)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(dòng)性和穩(wěn)定性，在管輸過(guò)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(guò)性能測(cè)試也證明了添加適量的硅灰石和膨潤(rùn)土可以顯著提高充填材料的硬化速度和抗壓強(qiáng)度，這對(duì)于礦井支護(hù)和安全生產(chǎn)具有重要意義。

基于本研究結(jié)果，可以進(jìn)一步推廣應(yīng)用該復(fù)合充填材料于礦井支護(hù)工程中，并進(jìn)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(guò)程需要嚴(yán)格控制添加量，以充填材料的性能和穩(wěn)定性為前提，同時(shí)還需要對(duì)充填材料在不同條件下的輸送特性進(jìn)行進(jìn)一步研究和實(shí)驗(yàn)此外，還需加強(qiáng)對(duì)該復(fù)合充填材料的環(huán)境影響和可持續(xù)性的評(píng)估和探究。在采礦活動(dòng)中，充填體的使用和處理會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物和污染物，對(duì)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(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

此外，對(duì)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(duì)于傳統(tǒng)充填材料也更高。因此，在推廣應(yīng)用該材料時(shí)需要綜合考慮其性能和成本，評(píng)估使用該材料是否符合經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)際需求。

總之，通過(guò)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(hù)和安全生產(chǎn)做出了積極貢獻(xiàn)。未來(lái)，應(yīng)加強(qiáng)該材料在環(huán)境、成本和可持續(xù)性方面的研究和報(bào)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(guò)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(huì)對(duì)生產(chǎn)工人和環(huán)境造成危害。因此，在生產(chǎn)和加工過(guò)程中需要加強(qiáng)安全防護(hù)，合理管理和處理產(chǎn)生的廢棄物和污染物，確保生產(chǎn)過(guò)程安全可靠，避免對(duì)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(zhǎng)期使用過(guò)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(jī)成分容易分解和揮發(fā)，可能會(huì)對(duì)充填體的穩(wěn)定性和耐久性產(chǎn)生影響。因此，在使用過(guò)程中需要注意監(jiān)測(cè)和評(píng)估其性能變化情況，及時(shí)采取相應(yīng)的維護(hù)和修補(bǔ)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(jì)上的挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面，需要加強(qiáng)與傳統(tǒng)充填材料的比較研究，進(jìn)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(jì)方面，需要考慮如何降低材料成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域等問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hù)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(wèn)題和挑戰(zhàn)。因此，需要加強(qiáng)相關(guān)研究和探究，完善材料的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)估體系，促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用推