一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法技术

本发明专利技术公开了一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法，该方法以元素守恒为理论基础，通过检测充填物料与原位充填体中元素含量进而计算出充填体中不同物料组份的含量，根据原位充填体中不同组份含量计算出砂灰比，通过对比检测的砂灰比与配料设计砂灰比的相差幅度可对充填料浆的离析情况进行评价，从而弥补现有矿山充填试验方法的不足，其对充填体强度规律研究及矿山充填质量评价与管理具有理论及现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法
本专利技术涉及非煤矿山地下开采领域，尤其涉及一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法。
技术介绍
充填料浆离析是我国矿山充填中普遍存在的技术问题，充填料浆离析导致充填物料离析分层，充填体强度分布不均匀，使矿石回采过程安全风险极大增加，同时也增加了企业充填成本。充填料浆离析不仅存在于矿山充填生产中，同时也存在于实验室充填试验中，使实验室测得的充填试块强度难以真实反应原位充填体强度。因此，研究充填料浆离析对充填体原位强度影响，建立充填试验强度与原位强度的关系，对矿山生产具有重要意义。目前，针对充填料浆离析的研究大都局限于定性描述，而没有定量的检测与评价方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法，可以完善现有矿山充填试验方法体系，实现矿山充填质量的真实评价与充填质量的有效管理。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法，包括：按照W个预定的砂灰比制备矿山胶结充填料浆，将不同砂灰比的矿山胶结充填料浆充填在不同的模具或采空区内，获得W个由料浆形成的胶结体；在每一胶结体的S个高度位置取样，并利用充填体中物料组份检测方法，检测每一胶结体样品中物料组份的含量，再根据物料组分含量计算实际砂灰比；若W＝1，则根据S的数值，将该胶结体样品计算到的实际砂灰比与预定的砂灰比之差的绝对值，或者绝对值之和作为当前充填体的料浆离析度；若W>1，则根据S的数值，将每一胶结体样品对应的实际砂灰比与该胶结体对应的预定的砂灰比之差的绝对值，或者绝对值之和作为该胶结体的料浆离析度，再将所有胶结体料浆离析度的平均值作为当前充填体的料浆离析度；将当前充填体的料浆离析度与预定的料浆离析度范围相比较，获得评价结果。进一步的，所述利用充填体中物料组份检测方法，检测每一胶结体样品中物料组份的含量包括：利用充填体中物料组份检测方法，检测胶结体样品中钙与硅的含量，进而检测出尾砂，水泥所占的质量分数，其步骤如下：将胶结体样品研磨并通过化学元素分析方法检测其钙与硅元素含量，其中，钙百分含量记为x，硅百分含量记为y；假设尾砂中钙百分含量为a11，硅百分含量为a12；水泥中钙百分含量为a21，硅百分含量为a22；充填试块中尾砂质量为M1，水泥质量为M2，干重为M0，则有：设M0＝1，则上式变为：求解上式，获得：其中，m1＝M1/M0、m2＝M2/M0，其分别为尾砂与水泥所占的质量分数。进一步的，所述根据物料组分含量计算实际砂灰比包括：将胶结体样品中尾砂所占的质量分数m1与水泥所占的质量分数m2的比值作为实际砂灰比。进一步的，所述若W＝1，则根据S的数值，将该胶结体样品计算到的实际砂灰比与预定的砂灰比之差的绝对值，或者绝对值之和作为当前充填体的料浆离析度；若W>1，则根据S的数值，将每一胶结体样品对应的实际砂灰比与该胶结体对应的预定的砂灰比之差的绝对值，或者绝对值之和作为该胶结体的料浆离析度，再将所有胶结体料浆离析度的平均值作为当前充填体的料浆离析度包括：若W＝1，S＝1，则表示仅有一个胶结体样品；将该胶结体样品计算到的实际砂灰比记为K，预定的砂灰比记为L，则当前充填体的料浆离析度ε为实际砂灰比K与预定的砂灰比L之差的绝对值:ε＝|K-L|；若W＝1，S>1，则表示在一个胶结体的多个高度位置取样；将胶结体所有样品计算到的实际砂灰比记为K1～KS，预定的砂灰比记为L，则当前充填体的料浆离析度ε为该胶结体所有样品计算到的实际砂灰比K1～KS与预定的砂灰比L之差的绝对值之和：ε＝|K1-L|+...+|KS-L|；若W>1，S＝1，则表示有多个胶结体，且从每一胶结体中取了一样品；将所有胶结体样品计算到的实际砂灰比记为K11～KW1，预定的砂灰比记为L1～LW；先计算每一胶结体的料浆离析度ε1～εW：ε1＝|K11-L1|,......,εW＝|KW1-LW|，当前充填体的料浆离析度ε则为所有胶结体料浆离析度的平均值：若W>1，S>1，则表示有多个胶结体，且从每一胶结体中取了多个样品；将所有胶结体样品计算到的实际砂灰比记为K11～K1S,......,KW1～KWS，预定的砂灰比记为L1～LW；先计算每一胶结体的料浆离析度ε1～εW：ε1＝|K11-L1|+…+|K1S-L1|，……,εW＝|KW1-LW|+…+|KWS-LW|，当前充填体的料浆离析度ε则为所有胶结体料浆离析度的平均值：由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，以元素守恒为理论基础，通过检测充填物料与原位充填体中元素含量进而计算出充填体中不同物料组份的含量，根据原位充填体中不同组份含量计算出砂灰比，通过对比检测的砂灰比与配料设计砂灰比的相差幅度可对充填料浆的离析情况进行评价，从而弥补现有矿山充填试验方法的不足，其对充填体强度规律研究及矿山充填质量评价与管理具有理论及现实意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法的示意图；图2为本专利技术实施例提供的三个取样位置高度示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例，基于元素质量守恒原理实现了充填体中物料组份检测，为充填料浆离析检测与评价方法提供了检测手段；在此基础上，根据矿山常用砂灰比，提供了一套标准的试验方法，并提出了充填料浆离析评价指标；通过该套标准试验方法及评价体系可对不同充填料浆的离析程度进行定量评价。下面通过一实施例来进行介绍。图1为本专利技术实施例提供的一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法的示意图；如图1所示，其主要包括如下步骤：步骤11、按照W个预定的砂灰比制备矿山胶结充填料浆，将不同砂灰比的矿山胶结充填料浆充填在不同的模具或采空区内，获得W个由料浆形成的胶结体。本专利技术实施例中，充填体可为模具或者采空区；在选择采空区作为充填体时，可以将不同砂灰比的矿山胶结充填料浆充填一个采空区内的不同位置，或者将不同砂灰比的矿山胶结充填料浆充填在不同采空区内，将这些采空区作为一个充填体。步骤12、在每一胶结体的S个高度位置取样，并利用充填体中物料组份检测方法，检测每一胶结体样品中物料组份的含量，再根据物料组分含量计算实际砂灰比。本专利技术实施例中，利用充填体中物料组份检测方法，检测每一胶结体样品中物料组份的含量。其原理在于，矿山胶结充填料浆通常是由尾砂、水泥及水以一定的比例配置料浆浇注而成，尾砂、水泥及水中Ca(钙)、Si(硅)元素含量各不相同且相差较大，根据质量守恒原理，可以知道胶结体中Ca、Si元素含量是以上三种物质各自所含Ca、Si元素含量的线性组合，如下表所示：表1检测原理考虑水中Ca、Si含量甚微，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法，其特征在于，包括：按照W个预定的砂灰比制备矿山胶结充填料浆，将不同砂灰比的矿山胶结充填料浆充填在不同的模具或采空区内，获得W个由料浆形成的胶结体；在每一胶结体的S个高度位置取样，并利用充填体中物料组份检测方法，检测每一胶结体样品中物料组份的含量，再根据物料组分含量计算实际砂灰比；若W＝1，则根据S的数值，将该胶结体样品计算到的实际砂灰比与预定的砂灰比之差的绝对值，或者绝对值之和作为当前充填体的料浆离析度；若W>1，则根据S的数值，将每一胶结体样品对应的实际砂灰比与该胶结体对应的预定的砂灰比之差的绝对值，或者绝对值之和作为该胶结体的料浆离析度，再将所有胶结体料浆离析度的平均值作为当前充填体的料浆离析度；将当前充填体的料浆离析度与预定的料浆离析度范围相比较，获得评价结果。

【技术特征摘要】
1.一种矿山胶结充填料浆离析程度检测与评价方法，其特征在于，包括：按照W个预定的砂灰比制备矿山胶结充填料浆，将不同砂灰比的矿山胶结充填料浆充填在不同的模具或采空区内，获得W个由料浆形成的胶结体；在每一胶结体的S个高度位置取样，并利用充填体中物料组份检测方法，检测每一胶结体样品中物料组份的含量，再根据物料组分含量计算实际砂灰比；若W＝1，则根据S的数值，将该胶结体样品计算到的实际砂灰比与预定的砂灰比之差的绝对值，或者绝对值之和作为当前充填体的料浆离析度；若W>1，则根据S的数值，将每一胶结体样品对应的实际砂灰比与该胶结体对应的预定的砂灰比之差的绝对值，或者绝对值之和作为该胶结体的料浆离析度，再将所有胶结体料浆离析度的平均值作为当前充填体的料浆离析度；将当前充填体的料浆离析度与预定的料浆离析度范围相比较，获得评价结果；所述利用充填体中物料组份检测方法，检测每一胶结体样品中物料组份的含量包括：利用充填体中物料组份检测方法，检测胶结体样品中钙与硅的含量，进而检测出尾砂，水泥所占的质量分数，其步骤如下：将胶结体样品研磨并通过化学元素分析方法检测其钙与硅元素含量，其中，钙百分含量记为x，硅百分含量记为y；假设尾砂中钙百分含量为a11，硅百分含量为a12；水泥中钙百分含量为a21，硅百分含量为a22；充填试块中尾砂质量为M1，水泥质量为M2，干重为M0，则有：设M0＝1，则上式变为：求解上式，获得：其中，m1＝M1/M0、m2＝M2/M0，其分别为尾砂与水泥所占的质量分数；所述根据物料组分含量计算实际砂灰比包括：将胶结体样...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文远，杨小聪，郭利杰，杨超，侯国权，李棕南，史采星，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11