尹升华等：含硫充填体膨胀裂隙发育特性与单轴抗压强度的关联分析 表1全尾砂基本物理性质 Table 1 Basic physical properties of tailings 密度/(g“cm3) 容重（松散）/(tm3)容重（密实）/(tm3)孔隙率（松散）/% 孔隙率（密实）/% 含水率（风于）/% 2.71 1.425 1.696 47.42 37.42 2.0 15 100 15 100 80 12 80 60 9 60 0 号% 20 20 0 0 50100150200250 300 50100150200250 300 粒径μm 粒径μm 图1全尾砂粒度分析 图2硫精矿粒度分析 Fig.I Particle size distribution of tailings Fig.2 Particle size distribution of sulphur concentrate 2.5935,曲率系数C.=1.217,级配良好 析法对全尾砂和硫精矿进行化学成分分析，结果见 依据水泥化学分析方法标准]采用X荧光分 表2. 表2全尾砂和硫精矿化学成分分析（质量分数） Table 2 Chemical composition analysis of tailings % 材料 Cu Pb Zn Fe A山203 Cao Si0, Mgo 尾砂 0.292 0.034 0.056 3.642 20.641 8.688 0.507 21.584 3.051 硫精矿 0.245 0.038 0.067 41.521 44.64 1.642 0.143 5.416 0.207 1.2试验过程 方式. 取硫精矿与全尾砂按质量比1：9混合，获得含 (4)标准养护.将已编号的试模放入温度 硫量（质量分数）为7.430%的配制尾砂，灰砂比（水 (20±1℃)、湿度不低于90%的标准养护箱(JBY- 泥与配制尾砂质量比)为1：8，结合矿山充填运行情 60B型). 况，料浆固相质量分数设置为65%，制得70.7mm× (5)试件脱模.养护箱内养护48h后脱模，脱 70.7mm×70.7mm充填体试件.为了对比硫化物 模后对试件编号后继续养护至指定龄期. 存在导致充填体的膨胀作用设置对照组，对照组充 (6)强度测试.利用RMT-150C岩石力学试验 填体试件仅取全尾砂为集料（含硫质量分数 系统以0.005kN·s1连续匀速加载方式测充填体力 3.64%),灰砂比和浓度参数与实验组一致.实验组 学参数 制备试件9个，对照组制备试件3个，具体试验步骤 (7)进行强度测试前对试件表面进行拍照，为 如下. 了方便处理拍照时选在光线充足的空间，取拍摄区 (1)胶结材料制备.按试验方案准确称量各组 域平整的立方体面为拍摄对象，使用有效像素为 水泥、硫精矿、全尾砂和水，先将水置于搅拌容器内， 1600万的数码相机正对于选定平面拍摄. 水泥、硫精矿与全尾砂干粉状态下混合均匀而后倒 其他细节步骤还可参看文献[16]中的相关 入搅拌容器. 内容 (2)料浆制备.将倒入胶砂材料的搅拌容器安 2试验数据处理 放到刀-5型行星式水泥胶砂搅拌机上，启动搅拌机 自动控制程序，搅拌180s制成充填料浆 2.1图像预处理 (3)试件浇注.将制备好的充填料浆注入70.7 将拍摄好的照片转存到计算机，在Photoshop软 mm×70.7mm×70.7mm标准模具，为保证试块浇 件上打开，使用“剪切”功能沿着试件边界将图片裁 注过程中不发生沉淀，采用边搅拌边注模的浇注 剪为宽度/高度尺寸2000像素，分辨率72dpi的方尹升华等: 含硫充填体膨胀裂隙发育特性与单轴抗压强度的关联分析 表 1 全尾砂基本物理性质 Table 1 Basic physical properties of tailings 密度/ (g·cm - 3 ) 容重(松散) / (t·m - 3 ) 容重(密实) / ( t·m - 3 ) 孔隙率(松散) / % 孔隙率(密实) / % 含水率(风干) / % 2郾 71 1郾 425 1郾 696 47郾 42 37郾 42 2郾 0 图 1 全尾砂粒度分析 Fig. 1 Particle size distribution of tailings 2郾 5935,曲率系数 Cc = 1郾 217,级配良好. 依据水泥化学分析方法标准[15] 采用 X 荧光分 图 2 硫精矿粒度分析 Fig. 2 Particle size distribution of sulphur concentrate 析法对全尾砂和硫精矿进行化学成分分析,结果见 表 2. 表 2 全尾砂和硫精矿化学成分分析(质量分数) Table 2 Chemical composition analysis of tailings % 材料 Cu Pb Zn S Fe Al2O3 CaO SiO2 MgO 尾砂 0郾 292 0郾 034 0郾 056 3郾 642 20郾 641 8郾 688 0郾 507 21郾 584 3郾 051 硫精矿 0郾 245 0郾 038 0郾 067 41郾 521 44郾 64 1郾 642 0郾 143 5郾 416 0郾 207 1郾 2 试验过程 取硫精矿与全尾砂按质量比 1颐 9混合,获得含 硫量(质量分数)为 7郾 430% 的配制尾砂,灰砂比(水 泥与配制尾砂质量比)为 1颐 8,结合矿山充填运行情 况,料浆固相质量分数设置为 65% ,制得 70郾 7 mm 伊 70郾 7 mm 伊 70郾 7 mm 充填体试件. 为了对比硫化物 存在导致充填体的膨胀作用设置对照组,对照组充 填体 试 件 仅 取 全 尾 砂 为 集 料 ( 含 硫 质 量 分 数 3郾 64% ),灰砂比和浓度参数与实验组一致. 实验组 制备试件 9 个,对照组制备试件 3 个,具体试验步骤 如下. (1)胶结材料制备. 按试验方案准确称量各组 水泥、硫精矿、全尾砂和水,先将水置于搅拌容器内, 水泥、硫精矿与全尾砂干粉状态下混合均匀而后倒 入搅拌容器. (2)料浆制备. 将倒入胶砂材料的搅拌容器安 放到 JJ鄄鄄5 型行星式水泥胶砂搅拌机上,启动搅拌机 自动控制程序,搅拌 180 s 制成充填料浆. (3)试件浇注. 将制备好的充填料浆注入 70郾 7 mm 伊 70郾 7 mm 伊 70郾 7 mm 标准模具,为保证试块浇 注过程中不发生沉淀,采用边搅拌边注模的浇注 方式. (4) 标 准 养 护. 将 已 编 号 的 试 模 放 入 温 度 (20 依 1 益 )、湿度不低于 90% 的标准养护箱( JBY鄄鄄 60B 型). (5)试件脱模. 养护箱内养护 48 h 后脱模,脱 模后对试件编号后继续养护至指定龄期. (6)强度测试. 利用 RMT鄄鄄150C 岩石力学试验 系统以 0郾 005 kN·s - 1连续匀速加载方式测充填体力 学参数. (7)进行强度测试前对试件表面进行拍照,为 了方便处理拍照时选在光线充足的空间,取拍摄区 域平整的立方体面为拍摄对象,使用有效像素为 1600 万的数码相机正对于选定平面拍摄. 其他细节步骤还可参看文献[16] 中的相关 内容. 2 试验数据处理 2郾 1 图像预处理 将拍摄好的照片转存到计算机,在 Photoshop 软 件上打开,使用“剪切冶功能沿着试件边界将图片裁 剪为宽度/ 高度尺寸 2000 像素,分辨率 72 dpi 的方 ·11·