低活性冶炼渣-全尾砂胶结充填体强度特征分析

摘要

针对矿石选冶过程中产生的尾砂及冶炼渣等固体废弃物，将其作为充填材料充填至井下采空区，对于实现矿山固废利用具有重要意义.本文选用某矿山冶炼渣、全尾砂为原料制备不同配比充填体试块进行单轴压缩试验，探究了不同冶炼渣掺量、质量浓度、灰砂比条件下充填体强度的变化规律，并通过响应曲面法分析各因素耦合作用下充填体强度的影响特性，运用Design-Expert软件建立实验因素与响应值关系的三维曲面图和等高线图.实验结果表明：其他条件固定不变，冶炼渣的添加在一定程度上降低了充填体的单轴抗压强度，且28 d充填体强度值降幅大于7 d充填体强度值降幅；质量浓度由74%提升至78%,灰砂比1∶4、1∶6、1∶12条件下，充填体7 d抗压强度增长率达到最大，分别为79.66%,91.96%和121.05%;当质量浓度、养护龄期一定时，随着灰砂比的降低，充填体试块单轴抗压强度有明显降低趋势.根据响应面设计原理，通过方差分析得到实验因素对响应目标的显著性影响次序依次为：灰砂比、质量浓度、冶炼渣掺量；由交互作用分析得到灰砂比和质量浓度对试块单轴抗压强度影响最显著；通过回归模型选择充填料浆的最优配比为冶炼渣掺量30%、质量浓度78%、灰砂比1∶4.

关键词

冶炼渣 / 全尾砂 / 胶结充填 / 单轴抗压强度 / 响应曲面法 / 交互作用