选矿废水拌合尾砂胶结充填体强度演化规律及声发射特征
曾鹏
曹蔚
赵奎
龚囱
宋林
刘光卓
李彦达
江西理工大学资源与环境工程学院,江西赣州 341000;江西理工大学江西省矿业工程重点实验室,江西赣州 341000
摘要：尾砂胶结充填体是充填采矿中的核心承载单元,其稳定性关乎矿山生产安全.近年来,一些地下矿山为减少环境污染等问题,选择二次利用选矿排放废水进行充填,因此,对于采用选矿废水进行充填的矿山,明确选矿废水对尾砂胶结充填体强度的影响至关重要.为此,以3种pH选矿废水(pH=7、8、9)和普通自来水(pH=7)为拌合水制备4种养护龄期(7、14、21、28 d)的尾砂胶结充填体试件.利用声发射(AE)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等试验手段,分析充填体试件的单轴抗压强度、微观结构及其破坏过程中AE振铃计数率、bi值、能量变化特征.研究表明:①在相同养护龄期下,选矿废水拌合的充填体强度低于普通自来水拌合的充填体强度,选矿废水拌合的充填体强度随pH的增大而减小,且CO32-与充填体单轴抗压强度指标间的灰色关联性最好,而Ca2+的关联性最差,阴离子的关联性整体好于阳离子;②在相同养护龄期下,选矿废水拌合的充填体内部C—S—H凝胶的质量浓度及衍射峰强度低于普通自来水拌合的充填体内部C—S—H凝胶的质量浓度与衍射峰强度,而选矿废水拌合的充填体中钙矾石的质量浓度及衍射峰强度高于普通自来水拌合的充填体中钙矾石的质量浓度和衍射峰强度;随着选矿废水pH的升高,充填体内部C—S—H凝胶的质量浓度减少、衍射峰强度降低,而钙矾石的质量浓度增多、衍射峰强度升高,从而导致充填体强度下降;③充填体破坏过程中AE振铃计数率及6i值整体上分别呈现"升—降—突增—峰值"和"波动上升—剧烈下降—逐步上升"的变化规律;在相同养护龄期下,对于破坏过程中AE bi1、bi2、bi3、峰值应力处每10 s累计振铃计数率及能量数值,选矿废水拌合的充填体均小于普通自来水拌合的充填体,且上述AE特征指标均随着选矿废水pH的增大逐渐减小.
关键词：选矿废水尾砂胶结充填体微观结构水化反应声发射(AE)
分类号：TU528.01(建筑材料)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC0804601)江西省重点研发计划重点资助项目(20212BBG71009)江西省博士后科研项目(2020KY39)江西省博士后科研项目(2020KY34)
论文发表日期：2024-09-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 167-181 )
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