工程科学学报.第42卷，第7期：803-813.2020年7月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.7:803-813,July 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.10.29.001;http://cje.ustb.edu.cn 全尾砂膏体流变学研究现状与展望（上）：概念、特性与 模型 吴爱祥)，李红)，程海勇2)区，王贻明)，李翠平)，阮竹恩) 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，北京1000832)昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093 ☒通信作者，E-mail:haiker2007@163.com 摘要膏体充填为矿产资源的深部开采及可持续发展提供了安全、绿色、高效的技术保障，已成为矿业领域的研究热点和 发展趋势之一，全尾砂膏体流变学是膏体充填全套工艺流程的重要理论基础，深刻影响着膏体充填技术的发展.本文从膏体 的内涵出发，系统性地论述了膏体流变学研究的必要性、特殊性及复杂性.并以膏体流变实验结果为基础.分析了全尾砂膏 体的典型流变特性及最新研究成果.总结了常用的屈服型非牛顿流体流变模型，并探讨了常用流变本构方程对膏体料浆的 适用性，对其实际应用提出合理建议.同时对膏体流变特性的关键影响因素进行了概述.根据膏体流变学的研究现状，归纳 总结并提出了膏体流变学研究的重点与难点，指出现阶段膏体流变学须从测试标准、本构方程、微观机理及工程应用等方面 深入研究. 关键词膏体；流变：全尾砂：流变模型：充填采矿旷；发展趋势 分类号TD853 Status and prospects of researches on rheology of paste backfill using unclassified- tailings (Part 1):concepts,characteristics and models WU Ai-xiang,LI Hong,CHENG Hai-yong,WANG Yi-ming,LI Cui-ping,RUAN Zhu-en) )Key Laboratory of Ministry of Education of China for High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Land Resources Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China Corresponding author,E-mail:haiker2007@163.com ABSTRACT The cemented paste backfill(CPB)technology provides a safe,green and efficient access to deep underground mining and sustainable exploitation of mineral resources,and it has become one of the research focuses and development trends in the mining field.The CPB technology mainly includes four key processes,namely,the thickening of unclassified tailings,homogeneous mixing of multi-scale materials,pipeline transportation of fresh CPB,and its consolidation in the mined-out underground stopes.As a relatively new material that is comprised of various constituents,typically the tailings,cement,and water,as well as a high solid concentration, CPB tends to show complicated behaviors under the effects of surroundings.Therefore,understanding CPB behaviors is of practical significance for the development of the technology,since knowledge of CPB behavior is essential in the preliminary backfill system design and operation.It has been pointed out that the use of solid-liquid two-phase flows shows some limitations for the paste.In comparison,the rheology which targets on the flow and deformation of the paste under the influence of external shearing can provide a theoretical basis for the whole processes of paste backfill technology and deeply affect its development.Based on the characteristics of 收稿日期：2019-10-29 基金项目：中国博士后科学基金资助项目(2019M663576片国家自然科学基金资助项目(51834001.51574013)片金属矿山高效开采与安全教 育部重点实验室开放基金资助项目(ustbmslab201801)全尾砂膏体流变学研究现状与展望（上）：概念、特性与 模型 吴爱祥1)，李    红1)，程海勇1,2) 苣，王贻明1)，李翠平1)，阮竹恩1) 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) 昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093 苣通信作者，E-mail: haiker2007@163.com 摘    要    膏体充填为矿产资源的深部开采及可持续发展提供了安全、绿色、高效的技术保障，已成为矿业领域的研究热点和 发展趋势之一. 全尾砂膏体流变学是膏体充填全套工艺流程的重要理论基础，深刻影响着膏体充填技术的发展. 本文从膏体 的内涵出发，系统性地论述了膏体流变学研究的必要性、特殊性及复杂性. 并以膏体流变实验结果为基础，分析了全尾砂膏 体的典型流变特性及最新研究成果. 总结了常用的屈服型非牛顿流体流变模型，并探讨了常用流变本构方程对膏体料浆的 适用性，对其实际应用提出合理建议. 同时对膏体流变特性的关键影响因素进行了概述. 根据膏体流变学的研究现状，归纳 总结并提出了膏体流变学研究的重点与难点，指出现阶段膏体流变学须从测试标准、本构方程、微观机理及工程应用等方面 深入研究. 关键词    膏体；流变；全尾砂；流变模型；充填采矿；发展趋势 分类号    TD853 Status  and  prospects  of  researches  on  rheology  of  paste  backfill  using  unclassified￾tailings (Part 1): concepts, characteristics and models WU Ai-xiang1) ，LI Hong1) ，CHENG Hai-yong1,2) 苣 ，WANG Yi-ming1) ，LI Cui-ping1) ，RUAN Zhu-en1) 1) Key Laboratory of Ministry of Education of China for High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) School of Land Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China 苣 Corresponding author, E-mail: haiker2007@163.com ABSTRACT    The cemented paste backfill (CPB) technology provides a safe, green and efficient access to deep underground mining and sustainable exploitation of mineral resources, and it has become one of the research focuses and development trends in the mining field. The CPB technology mainly includes four key processes, namely, the thickening of unclassified tailings, homogeneous mixing of multi-scale materials, pipeline transportation of fresh CPB, and its consolidation in the mined-out underground stopes. As a relatively new material that is comprised of various constituents, typically the tailings, cement, and water, as well as a high solid concentration, CPB tends to show complicated behaviors under the effects of surroundings. Therefore, understanding CPB behaviors is of practical significance for the development of the technology, since knowledge of CPB behavior is essential in the preliminary backfill system design  and  operation.  It  has  been  pointed  out  that  the  use  of  solid-liquid  two-phase  flows  shows  some  limitations  for  the  paste.  In comparison, the rheology which targets on the flow and deformation of the paste under the influence of external shearing can provide a theoretical basis for the whole processes of paste backfill technology and deeply affect its development. Based on the characteristics of 收稿日期: 2019−10−29 基金项目: 中国博士后科学基金资助项目 (2019M663576)；国家自然科学基金资助项目 (51834001，51574013)；金属矿山高效开采与安全教 育部重点实验室开放基金资助项目 (ustbmslab201801) 工程科学学报，第 42 卷，第 7 期：803−813，2020 年 7 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 7: 803−813, July 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.10.29.001; http://cje.ustb.edu.cn