陈鑫政等：基于扩散度的尾砂膏体流变特性 ·1303· 表2尾砂膏体扩散度和流变参数测试结果 以外，随机误差仅为0.009.灰砂比对尾砂膏体扩 Table 2 Results of spread and rheological parameters test of 散度影响不显著(s1g.=0.577>0.05),质量分数显著 tailings backfill paste 地影响尾砂膏体扩散度(sg.=0.000),由此可判断 C Cement-tailings ratio Spread/cm Yield stress/Pa Viscosity/(Pas) 尾砂膏体的扩散度主要受质量分数因素影响，可 1:4 20.85 14.677 0.0943 忽略灰砂比对尾砂音体扩散度的影响 1:6 19.65 13.569 0.0855 3.3扩散度与流变参数的关系 68 1:8 20.45 13.412 0.0836 图8(a)和图8(b)分别为尾砂膏体扩散度随屈 1:10 19.80 13.413 0.0664 服应力和黏度系数的变化，由图8可知，尾砂膏体 1:20 21.10 14.791 0.0697 的扩散度随屈服应力和黏度系数的增加而减小， 1:4 17.55 27.730 0.1747 即扩散度随尾砂膏体流动性变差而减小，且尾砂 1:6 17.00 27.085 0.1539 膏体扩散度的变化规律与其屈服应力及黏度系数 1:8 16.85 25.132 0.1551 的变化趋势相吻合，这说明扩散度能直观反映尾 1:10 17.45 25.356 0.1445 砂膏体的流动特性 1:20 17.25 24.721 0.1484 3.4经验模型构建与验证 1:4 12.10 3.4.1经验模型构建 55.031 0.2185 1:6 12.55 50.266 0.2217 上述试验表明尾砂膏体的扩散度与其流变参 72 1:8 12.50 53.892 0.2247 数具有相同的变化趋势，结合其他2个矿山（印尼 1:10 12.35 50.024 0.1923 某铅锌矿和新疆某铜矿)试验结果，图9(a)为3个 1:20 12.70 51.697 0.2107 矿山尾砂膏体屈服应力随扩散度的分布图.图9(a) 表明尾砂膏体的屈服应力随扩散度呈明显规律性 检验量（回归方程的显著性检验）.由表3可知，质 聚集分布，其中3个矿山尾砂膏体的质量分数范 量分数和灰砂比对尾砂膏体扩散度的处理效应(R 围为66%~74%，这代表着目前国内外采用尾砂音 Squared)为0.991，即除质量分数和灰砂比两因素 体充填矿山的实际充填质量分数范围.对尾砂膏 (a) (b) (c) 图6灰砂比为1：10的不同质量分数尾砂膏体扩散度测试结果.(a)质量分数为68%：(b)质量分数为70%：(c)质量分数为72% Fig.6 Results of spread test of different tailings backfill paste with cement-tailings ratio 1 10:(a)C.=68%;(b)C=70%;(c)C=72% 22 3 (a) (b) 1:6 30 18 1-20 16 16 14 14 12 12 10 10 一68% ◆-70% 8 ★一72% 6 68 70 1:4 1:6 1:81:10 1:20 C.% Cement-tailings ratio 图7不同配比尾砂膏体扩散度的变化.()扩散度随质量分数的变化：(b)扩散度随灰砂比的变化 Fig.7 Changes of the spread of tailings backfill paste with different filling ratio:(a)spread changes with mass fraction:(b)spread changes with cement tailings ratio检验量（回归方程的显著性检验）. 由表 3 可知，质 量分数和灰砂比对尾砂膏体扩散度的处理效应（R Squared）为 0.991，即除质量分数和灰砂比两因素 以外，随机误差仅为 0.009. 灰砂比对尾砂膏体扩 散度影响不显著（sig.=0.577>0.05），质量分数显著 地影响尾砂膏体扩散度（sig.=0.000），由此可判断 尾砂膏体的扩散度主要受质量分数因素影响，可 忽略灰砂比对尾砂膏体扩散度的影响. 3.3    扩散度与流变参数的关系 图 8（a）和图 8（b）分别为尾砂膏体扩散度随屈 服应力和黏度系数的变化，由图 8 可知，尾砂膏体 的扩散度随屈服应力和黏度系数的增加而减小， 即扩散度随尾砂膏体流动性变差而减小，且尾砂 膏体扩散度的变化规律与其屈服应力及黏度系数 的变化趋势相吻合，这说明扩散度能直观反映尾 砂膏体的流动特性. 3.4    经验模型构建与验证 3.4.1    经验模型构建 上述试验表明尾砂膏体的扩散度与其流变参 数具有相同的变化趋势，结合其他 2 个矿山（印尼 某铅锌矿和新疆某铜矿）试验结果，图 9（a）为 3 个 矿山尾砂膏体屈服应力随扩散度的分布图. 图 9（a） 表明尾砂膏体的屈服应力随扩散度呈明显规律性 聚集分布，其中 3 个矿山尾砂膏体的质量分数范 围为 66%～74%，这代表着目前国内外采用尾砂膏 体充填矿山的实际充填质量分数范围. 对尾砂膏 表 2    尾砂膏体扩散度和流变参数测试结果 Table 2    Results  of  spread  and  rheological  parameters  test  of tailings backfill paste Cw/% Cement-tailings ratio Spread/cm Yield stress/Pa Viscosity/(Pa·s) 68 1∶4 20.85 14.677 0.0943 1∶6 19.65 13.569 0.0855 1∶8 20.45 13.412 0.0836 1∶10 19.80 13.413 0.0664 1∶20 21.10 14.791 0.0697 70 1∶4 17.55 27.730 0.1747 1∶6 17.00 27.085 0.1539 1∶8 16.85 25.132 0.1551 1∶10 17.45 25.356 0.1445 1∶20 17.25 24.721 0.1484 72 1∶4 12.10 55.031 0.2185 1∶6 12.55 50.266 0.2217 1∶8 12.50 53.892 0.2247 1∶10 12.35 50.024 0.1923 1∶20 12.70 51.697 0.2107 (a) (b) (c) 图 6    灰砂比为 1∶10 的不同质量分数尾砂膏体扩散度测试结果. （a）质量分数为 68%；（b）质量分数为 70%；（c）质量分数为 72% Fig.6    Results of spread test of different tailings backfill paste with cement-tailings ratio 1∶10: (a) Cw=68%; (b) Cw=70%; (c) Cw=72% 1:4 1:6 1:8 1:10 1:20 Cement-tailings ratio 68% 70% 72% 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Spread/cm (b) 66 68 70 72 74 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Spread/cm Cw/% 1:4 1:6 1:8 1:10 1:20 (a) 图 7    不同配比尾砂膏体扩散度的变化. （a）扩散度随质量分数的变化；（b）扩散度随灰砂比的变化 Fig.7    Changes of the spread of tailings backfill paste with different filling ratio: (a) spread changes with mass fraction; (b) spread changes with cement￾tailings ratio 陈鑫政等： 基于扩散度的尾砂膏体流变特性 · 1303 ·