D0I:10.13374/i.issm1001053x.2003.06.001 第25卷第6期 北京科技大学学报 Vol.25 No.6 2003年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2003 应用Σ△p/,确定有效细粒群的最佳配比 孙恒虎12)段鸿杰2)刘华生3) 1)请华大学，北京1000842)中国矿业大学（北京校区），北京1000833)北京科技大学，北京100083 摘要为提高填充料浆质量及指导料浆管输设计，论证了级配特征参数∑△p,/d,与极限体 积分数Cm的相关性，得出了粗、细两种充填物料混合后体积分数达到最大值时的级配最佳的 结论，并给出了求解极限体积分数的方程组， 关键词充填物料：级配特征参数：有效细粒群 分类号TD853.343 笔者的研究结果表明，在充填料浆中添加适 的级配关系，因此，选取适宜于表述连续级配物 量的有效细粒群不仅可以提高料浆的流动性，增 料的级配特征参数∑△pd,用其确定充填物料中 加浆体的稳定性，而且还可以减少充填料浆在采 有效细粒群的最佳含量一定是可行的 场的脱水量，其所形成的充填体也能获得较高的 1.2极限体积分数Cm 强度四.本文针对有效细粒群的最佳含量如何确 体积分数C,是指固体体积与固、液混合料浆 定这一问题进行了探讨，以揭示充填物料中粒度 体积之比：当浆体（悬液）粘度接近无穷大时的体 特征的变化对充填料浆流动性影响的内在机理， 积分数称为极限体积分数Cm.由于粗、细两种颗 进而为有效细粒群的定量化研究提供理论依据， 粒相差很大，形态也不相同，两者混合在一起后， 细颗粒可以填充到粗颗粒的空隙中，因而减小了 1.级配特征参数Σ△p/d与极限体 粗颗粒间的空隙，增加了体积分数，混合料浆中 积分数Cm的相关性 固体颗粒的极限体积分数为： c-总」 (1) 11级配特征参数Σ△p/d, 式中，C为混合料浆中固体颗粒的极限体积分 级配特征参数中d,和Σ△p,分别表示某级粒群 粒径大小和该粒群在总量中所占比例.在表征颗 数，%；Cmr为细颗粒的极限体积分数，%：C为 粒尺寸的众多参数中，选取适宜于本研究的粒度 混合后粗颗粒的极限体积分数，%：x为粗颗粒占 全部颗粒总质量之比值，%. 特征参数时应首先考虑哪个参数对似膏体充填 料浆的稳定性、流动性关系最为密切，同时又能 费祥俊教授用人为配制的含有不同粘性细 较好地反映充填物料的粒度及其分布特性，并具 颗粒泥砂的悬液进行流变实验，发现不均匀颗粒 有单值性，即不同粒度特征的充填物料，用这个 悬液的极限体积分数C与级配特征参数Σ△p/d, 参数表示应尽量不同. 值有很好相关关系，并可用下式近似表达网： 通过分析级配特征参数Σ△pd可以发现，它 C=0.92-0.21lgΣ△p/d, (2) 具有较好的单值性，当测定不同粒度特征的充填 需要注意的是，利用式(2)时，颗粒级配曲线必须 物料时，其值都会存在差异：又因为所使用的充 有d或d以下细颗粒的资料. 填物料一般由人工磨制的，其中粗细颗粒所占比 1.3∑△p/d,-Cm的关系 例大多不存在两极分化现象，而是一种比较连续 充填物料选用了D矿分级尾砂（粗颗粒）和 E矿溢流尾砂（细颗料），分别测得两种尾砂的极 收稿日期2002-12-25孙恒虎男，47岁，教授，博导 *国家自然科学基金资助项目(No.50104011)和211工程资助 限体积分数为Cm=59.4%,Ct=64.4%.用式(1)， 项目(No.B00105) 式(2)分别计算滋流尾砂添加量不同时混合料浆第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 】】 应用 艺 从确定有效细粒群 的最佳配 比 孙 恒 虎 ‘， 段鸿 杰 ” 刘 华生 ” 清 华 大 学 ， 北 京 中 国矿业 大 学 北 京校 区 ， 北 京 北 京科技 大学 ， 北 京 摘 要 为提 高填 充料浆质 量 及 指 导 料 浆 管输设 计 ， 论 证 了级 配 特 征 参数 艺如麟 与 极 限体 积 分 数 的相 关性 ， 得 出 了粗 、 细 两种 充填物料混 合 后体积分数达 到最 大值 时 的级 配最 佳 的 结论 ， 并给 出 了求解 极 限体积 分 数 的方程 组 关键 词 充填物 料 级 配特 征 参数 有 效细 粒群 分 类号 笔 者 的研 究 结 果 表 明 ， 在 充填 料 浆 中添 加 适 量 的有 效 细 粒 群 不 仅可 以提 高料浆 的流 动 性 ， 增 加 浆 体 的稳 定性 ， 而且 还 可 以减 少 充 填 料浆 在 采 场 的脱 水 量 ， 其 所 形成 的充 填 体 也 能 获得较 高 的 强度 ‘，， 本 文 针 对 有 效 细 粒 群 的最 佳 含 量 如 何 确 定 这 一 问题 进 行 了探 讨 ， 以揭 示 充 填物料 中粒度 特 征 的变化 对 充填 料 浆流 动 性 影 响 的 内在 机 理 ， 进 而 为有 效 细 粒 群 的定 量 化研 究提 供 理 论依据 ， 级 配 特 征 参数 如藏 与极 限 体 积 分 数 的相 关 性 级 配特 征 参数 艺如献 级 配特 征 参数 中试和 艺如 ，分别 表 示某 级粒 群 粒 径 大 小和 该粒 群 在 总量 中所 占比例 在 表 征 颗 粒 尺 寸 的众 多参 数 中 ， 选 取 适 宜 于 本研 究 的粒度 特 征 参 数 时 应 首 先 考 虑 哪 个 参 数 对 似 膏体 充 填 料 浆 的稳 定 性 、 流 动 性 关 系 最 为 密 切 ， 同 时又 能 较 好 地 反 映 充 填 物料 的粒度 及 其 分 布 特 性 ， 并具 有 单值 性 ， 即 不 同粒度特 征 的充 填 物 料 ， 用 这 个 参 数 表 示 应 尽 量 不 同 通 过 分 析 级 配 特 征 参 数 艺如藏 可 以发 现 ， 它 具 有 较 好 的单 值 性 ， 当测 定不 同粒 度特 征 的充填 物 料 时 ， 其 值 都会 存 在 差 异 又 因 为所 使 用 的充 填 物料 一般 由人 工 磨 制 的 ， 其 中粗 细颗 粒所 占比 例 大 多不存 在 两 极 分化 现 象 ， 而 是 一种 比较 连 续 收稿 日期 一 一 孙恒虎 男 ， 岁 ， 教授 ， 博 导 国家 自然科学基 金资助项 目 和 工 程 资助 项 目 的级 配 关 系 因此 ， 选 取 适 宜 于表 述 连 续 级 配 物 料 的级 配 特 征 参 数 艺如麟 ， 用 其 确 定充 填 物 料 中 有 效细 粒 群 的最佳 含 量 一 定 是 可 行 的 极 限体 积 分 数 铂 体 积 分 数 是 指 固体 体积 与 固 、 液 混 合 料 浆 体 积 之 比 当浆 体 悬 液 粘度 接 近 无 穷 大 时 的体 积 分 数 称 为极 限体 积 分 数 由于 粗 、 细 两 种颗 粒相 差 很 大 ， 形 态 也不 相 同 ， 两者 混 合 在 一起 后 ， 细颗 粒 可 以填 充 到 粗颗 粒 的空 隙 中 ， 因而减 小 了 粗颗 粒 间 的空 隙 ， 增 加 了体 积 分 数 ， 混 合 料 浆 中 固体颗 粒 的极 限体 积 分 数 为 ‘ 氏 一 毕 一 委 一 ’ 七。 七 式 中 ， 为 混 合 料 浆 中 固体 颗 粒 的 极 限体 积 分 数 ， 〔漏 为 细 颗 粒 的极 限体积 分 数 ， 嵘 。 为 混 合 后 粗颗粒 的极 限体积 分数 ， 为粗颗粒 占 全 部 颗 粒 总质 量 之 比值 ， 费祥 俊 教 授 用 人 为 配 制 的 含 有 不 同粘 性 细 颗 粒泥 砂 的悬 液 进 行 流 变 实验 ， 发现 不均 匀颗 粒 悬 液 的极 限体 积 分 数 喘 与 级 配 特 征 参 数 艺如献 值 有 很 好 相 关 关 系 ， 并 可用 下 式 近 似 表 达 。 ， 如 一 艺如了成 需 要 注 意 的是 ， 利 用 式 时 ， 颗 粒 级 配 曲线 必 须 有诱或话 。 以下 细 颗 粒 的 资料 艺如，一 团 的 关 系 充填 物 料 选 用 了 矿 分 级尾 砂 粗 颗 粒 和 矿 溢 流 尾 砂 细颗 料 ， 分 别测 得两 种 尾砂 的极 限 体 积 分 数 为么献 ， 二 用 式 ， 式 分 别 计 算溢 流 尾 砂 添 加 量 不 同 时混 合 料 浆 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2003．06．004