工程科学学报.第42卷，第10期：1299-1307.2020年10月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.10:1299-1307,October 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.02.18.003;http://cje.ustb.edu.cn 基于扩散度的尾砂膏体流变特性 陈鑫政12)，杨小聪，2，郭利杰12)区，许文远2)，魏晓明2) 1)矿治科技集团有限公司.北京1026282)国家金属矿绿色开采国际联合研究中心，北京102628 ☒通信作者，E-mail:guolijie@bgrimm.com 摘要借鉴水泥净浆流动度测试方法，引入扩散度参数判别尾砂膏体的流变特性，开展试验研究分析扩散度与尾砂膏体质 量分数(C)、灰砂比、屈服应力和黏度系数的关系，根据5个矿山的扩散度和流变参数测试结果，构建扩散度与屈服应力的 经验模型，并与推导的解析模型作对比.结果表明：尾砂膏体的扩散度主要与质量分数有关，灰砂比对其影响不显著，随质量 分数、屈服应力和黏度的增加而减小，质量分数为68%、70%和72%的尾砂膏体的扩散度分别为20.37、17.22和12.44cm:尾 砂膏体的扩散度与屈服应力的变化趋势相吻合，二者呈指数型函数关系，经验模型计算得到的屈服应力与测试结果误差在 25%范围内，且尾砂膏体质量分数越大，二者的误差越小.达到10%以内：解析模型与经验模型计算所得的屈服应力在扩散 度为12~16cm之间结果较接近，解析模型计算结果整体上高于测试值；相比于坍落度，扩散度测试简便易操作，扩散度能有 效表征尾砂膏体的流变特性，指导矿山现场充填. 关键词膏体：扩散度：灰砂比：屈服应力：黏度系数 分类号TD853 Rheological properties of tailings paste based on a spread test CHEN Xin-zheng2,YANG Xiao-cong 2,GUO Li-jie2,XU Wen-yuan2),WEl Xiao-ming2) 1)BGRIMM Technology Group,Beijing 102628,China 2)National Centre for Interational Research on Green Metal Mining,Beijing 102628,China Corresponding author,E-mail:guolijie@bgrimm.com ABSTRACT Paste backfill is similar to surface paste disposition.Paste backfill technology is an innovative method of treating tailings, which is carried out beneath the earth.This process is widely used worldwide in many metal mining industries due to its advantages in safety,environmental protection,and high economic benefit.The rheological properties of paste backfill are essential factors in pipeline design.After analyzing paste backfilling practices for a long time,it is concluded that the slump determined according to concrete standards is not suitable for paste backfill of tailings.To increase the efficiency of the process,a spread parameter was introduced in the cement slurry flow test method to investigate the rheological properties of the paste backfill.Experiments were conducted to analyze the relationship between spread and other factors such as mass fraction (C)of paste backfill,cement-tailings ratio,yield stress,and viscosity.Based on the test results of spread and rheological parameters of paste backfill of tailings in five mines,the empirical model representing spread and yield stress of paste backfill of tailings was constructed and compared with the deduced analytical model.The results show that the spread of paste backfill is mainly related to mass fraction,and the effect of cement-tailings ratio on it is small.The spread of paste backfill decreases with the increase in mass fraction,yield stress,and viscosity.The spread of paste backfill of tailings with mass fraction of 68%,70%and 72%are 20.37,17.22 and 12.44 cm,respectively.Spread of paste backfill has an exponential relationship with its yield stress.The error between the yield stress calculated using empirical model and the actual test is within 25%, and decreases with the increase in mass fraction of paste backfill,which will be within 10%.The yield stress calculated using analytical 收稿日期：2020-02-18 基金项目：国家重点研发计划资助项目(2018Y℉E0123000)基于扩散度的尾砂膏体流变特性 陈鑫政1,2)，杨小聪1,2)，郭利杰1,2) 苣，许文远1,2)，魏晓明1,2) 1) 矿冶科技集团有限公司，北京 102628    2) 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心，北京 102628 苣通信作者，E-mail：guolijie@bgrimm.com 摘    要    借鉴水泥净浆流动度测试方法，引入扩散度参数判别尾砂膏体的流变特性，开展试验研究分析扩散度与尾砂膏体质 量分数（Cw）、灰砂比、屈服应力和黏度系数的关系，根据 5 个矿山的扩散度和流变参数测试结果，构建扩散度与屈服应力的 经验模型，并与推导的解析模型作对比. 结果表明：尾砂膏体的扩散度主要与质量分数有关，灰砂比对其影响不显著，随质量 分数、屈服应力和黏度的增加而减小，质量分数为 68%、70% 和 72% 的尾砂膏体的扩散度分别为 20.37、17.22 和 12.44 cm；尾 砂膏体的扩散度与屈服应力的变化趋势相吻合，二者呈指数型函数关系，经验模型计算得到的屈服应力与测试结果误差在 25% 范围内，且尾砂膏体质量分数越大，二者的误差越小，达到 10% 以内；解析模型与经验模型计算所得的屈服应力在扩散 度为 12～16 cm 之间结果较接近，解析模型计算结果整体上高于测试值；相比于坍落度，扩散度测试简便易操作，扩散度能有 效表征尾砂膏体的流变特性，指导矿山现场充填. 关键词    膏体；扩散度；灰砂比；屈服应力；黏度系数 分类号    TD853 Rheological properties of tailings paste based on a spread test CHEN Xin-zheng1,2) ，YANG Xiao-cong1,2) ，GUO Li-jie1,2) 苣 ，XU Wen-yuan1,2) ，WEI Xiao-ming1,2) 1) BGRIMM Technology Group, Beijing 102628, China 2) National Centre for International Research on Green Metal Mining, Beijing 102628, China 苣 Corresponding author, E-mail: guolijie@bgrimm.com ABSTRACT    Paste backfill is similar to surface paste disposition. Paste backfill technology is an innovative method of treating tailings, which is carried out beneath the earth. This process is widely used worldwide in many metal mining industries due to its advantages in safety, environmental protection, and high economic benefit. The rheological properties of paste backfill are essential factors in pipeline design.  After  analyzing  paste  backfilling  practices  for  a  long  time,  it  is  concluded  that  the  slump  determined  according  to  concrete standards is not suitable for paste backfill of tailings. To increase the efficiency of the process, a spread parameter was introduced in the cement slurry flow test method to investigate the rheological properties of the paste backfill. Experiments were conducted to analyze the relationship  between  spread  and  other  factors  such  as  mass  fraction  (Cw)  of  paste  backfill,  cement-tailings  ratio,  yield  stress,  and viscosity. Based on the test results of spread and rheological parameters of paste backfill of tailings in five mines, the empirical model representing spread and yield stress of paste backfill of tailings was constructed and compared with the deduced analytical model. The results show that the spread of paste backfill is mainly related to mass fraction, and the effect of cement-tailings ratio on it is small. The spread of paste backfill decreases with the increase in mass fraction, yield stress, and viscosity. The spread of paste backfill of tailings with  mass  fraction  of  68%,  70% and  72% are  20.37,  17.22  and  12.44  cm,  respectively.  Spread  of  paste  backfill  has  an  exponential relationship with its yield stress. The error between the yield stress calculated using empirical model and the actual test is within 25%, and decreases with the increase in mass fraction of paste backfill, which will be within 10%. The yield stress calculated using analytical 收稿日期: 2020−02−18 基金项目: 国家重点研发计划资助项目 (2018YFE0123000) 工程科学学报，第 42 卷，第 10 期：1299−1307，2020 年 10 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 10: 1299−1307, October 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.02.18.003; http://cje.ustb.edu.cn