基于扩展度表征高浓度混合骨料充填料浆流变特性及应用

吴凡，杨发光，肖柏林，高谦

(1.北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京，100083；2.北京科技大学土木与资源工程学院，北京，100083)

充填采矿因具有安全、经济和环保等诸多优势被广泛应用于国内外的有色矿山[1−3]。管道输送技术是充填采矿的重要研究内容，充填料浆的流变特性是影响管道输送的核心要素，学者们对料浆流变特性开展了大量研究。流变参数测试装置主要有L管、倾斜管、环管、旋转黏度计、桨式流变仪和塌落度筒等，其中，L管、倾斜管及环管实验均考虑了料浆管道流动状态，而L管与倾斜管存在料浆流速范围小且拟合后的流变参数偏小等问题，环管实验则由于系统较笨重、建设成本高等客观原因限制了其发展与应用[4−8]；旋转黏度计搅拌能力低、容量小，适用于细颗粒浆体如水泥浆的流变测试，对颗粒较大的尾砂及掺废石的充填料浆适用性差[9]；桨式流变仪能降低壁面滑移产生的影响，但不同操作方法如CSS 法、CSR 法下相同充填料浆流变参数偏差较大，同时，流变仪价格昂贵使得其在矿山应用具有局限性[5,10−11]。塌落度可直观反映混凝土的流动性能，操作简单且成本低，然而，充填料浆不同于混凝土，测试结果可靠性有待商榷，因此，不能完全借鉴混凝土理论对其进行研究[12−13]。一些学者对塌落度进行了优化研究，文献[14−16]利用小型圆柱筒对充填料浆屈服应力进行检测及优化，规范了圆柱塌落度的应用范围。与塌落度对应的另一流动性指标是扩展度，对于高浓度充填料浆，塌落度测试结果差别不大，不如扩展度测量结果更具参考意义。……