东际金矿充填料浆流动性与泌水率试验研究

（福建省政和县源鑫矿业有限公司，福建 南平 353000）

充填料浆拌合物的流动性是表示充填料在自重或外力的作用下，流动的顺畅性及充填采场的难易程度。流动性是充填料浆管道输送的一个非常重要的特征参数。充填料浆拌合物的流动性有很大的差别，有的在自重作用下几乎不发生变形，也有的像流体一样呈现出非常高的流动性，即具有自流的特性。评价充填料浆流动性能的参数包括坍落度、坍落扩散度、粘稠度等。

1 充填料浆塌落度测试

坍落度实验是测定充填料浆拌和物的稠度大小、评价充填料浆的变形性能或抵抗流动变形性能的实验方法。虽然到目前为止还难以确定坍落度值和流变力学之一的塑性稠度间的关系，但是已经证明坍落度与其屈服值之间具有良好的相关关系。坍落度可以使用坍落度筒进行测定(图1)，坍落筒筒高300mm，上口直径100mm，下口直径200mm，上、下口要保持平整光滑，以防止漏浆。试验时，将坍落筒放置在平整平面上，用力压紧，将搅拌好的充填料浆倒入筒中，灌满后将坍落度筒小心平稳地垂直向上提起，不得歪斜，提离过程约5s～10s内完成，将筒放在拌和物试体一旁，量出坍落后拌和物试体最高点与筒的高度差(以mm为单位，读数精确至5mm)，即为该拌和物的坍落度S。从开始装料到提起坍落度筒的整个过程约在150s内完成。

我国国家标准根据坍落度值和维勃稠度值对拌和物工作性能进行了分级，根据坍落度从小到大的顺序，将坍落度分为4级(T1-T4)。

T1：低塑性砼，S=10mm～40mm；T2：塑性砼，S=50mm～90mm；T3：流动性砼，S=100mm～150mm；T4：大流动性砼，S≥160mm。

若S≤10mm，则为干硬性砼。

坍落度越大，流动性能越好，但达到规定强度所需要的时间也越长。通常矿山充填料浆的坍落度大于160mm。配比1：8的充填料浆塌落度试验结果如表1。

表1 充填料浆塌落度测试

充填料浆浓度与塌落度关系曲线如图1所示。

从图1和表1中可以看出，在配比相同的情况下，塌落度随浓度的增加而减小；当浓度增加到一定值后，塌落度急剧降低。根据国内外矿山尾砂自流输送相关经验，尾砂胶结充填料浆在塌落度大于22时～24时，流动性好，可实现自流输送。根据表1可得出，尾砂的自流输送浓度浓度为70%～72%比较合理。

图1 充填料浆浓度与塌落度关系曲线

2 胶结充填材料泌水率测试

水泥砂浆在运输、泵送过程中出现粗骨料下沉，水分上浮的现象为砂浆泌水。泌水是新拌砂浆工作性一个重要方面。通常，描述水泥砂浆泌水特性的指标要泌水量(即水泥砂浆拌合物单位面积的平均泌水量)和泌水率(即泌水量对水泥砂浆拌合物之比)。拌合物的水灰比越大，水泥凝结硬化的时间越长，自由水越多，水与水泥分离的时间越长，混凝土越容易泌水；拌合物中外加剂掺量过多，或者缓凝组分掺量过多，会造成砂浆的大量泌水和离析，大量的自由水泌出砂浆表面，影响水泥的凝结硬化，砂浆保水性能下降。

实验采用往量程为1000m1的有机玻璃量筒中填灌水泥砂浆1000m1，静置测量不同时间料浆的沉降量(图2)。

不同质量浓度和不同配比尾砂胶结充填体沉降量测试结果如表2所示。

表2 不同浓度配比料浆的泌水率

根据对不同浓度不同配比的充填料浆做泌水率测试的数据可知。随着料浆浓度的增大，料浆的泌水率会降低，且降低比较明显。而对于同一浓度，不同配比之间的料浆，其泌水率差别很小。数据显示当充填料浆浓度为70%时，其最大的泌水率也只为10.21%。故可以判断充填料浆在输送过程中不会出现水沙严重分离，泌出少量的水不会严重影响充填物料的凝结硬化。但是砂浆浓度偏低，则输送井下的水就会增多，而且在充填料浆脱水过程中也会带走一定量的泥沙，污染井下环境。当采场脱水比较困难时，就应该适当提高料浆浓度来降低泌水量，保护井下的工作环境。

图2 充填料浆泌水试验

3 结语

（1）在配比相同的情况下，塌落度随浓度的增加而减小，当浓度到一定值后，塌落度急剧降低，根据国内外矿山尾砂自流输送相关经验，尾砂胶结充填料浆在塌落度大于22～24时，流动性好，可实现自流输送。根据试验结果，东际金矿尾砂自流输送浓度为70%～72%比较合理。

（2）对不同浓度不同配比的充填料浆做泌水率测试结果显示，充填料浆浓度为70%时，最大泌水率10.21%，故可以判断充填料浆在输送过程中不会出现水沙严重分离，泌出少量的水不会严重影响充填物料凝结硬化。