尾礦物理力學特性的粒徑效應(yīng)及壩體穩(wěn)定性研究.pdf

1、為了提高礦石的回收率，我國一直在推廣細粒選礦工藝，但使用這種方法會造成排放尾礦的細?；＜毩Ｎ驳V具有透水性差、固結(jié)時間長、力學強度低的特點，對尾礦沉積分布、庫區(qū)沉降變形、壩體結(jié)構(gòu)強度等造成不利影響。隨著我國尾礦粒徑細化水平的提高，細粒尾礦筑壩難題日益突顯，研究粒徑變化對尾礦物理力學性質(zhì)的影響及其內(nèi)在機理具有重要的學術(shù)價值和工程意義。本文通過工程勘查、宏細觀試驗檢測、理論分析以及數(shù)值模擬計算等手段，對尾礦粒徑效應(yīng)的宏觀規(guī)律進行探索和研究，

2、并從顆粒組成的角度對粒徑效應(yīng)的細觀機理進行初步探索。本文主要研究工作包括：
　　1.為了研究尾礦組成顆粒的顯微結(jié)構(gòu)特征，通過顆粒分析試驗、XRD試驗、光學顯微試驗、電子顯微試驗，并結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)，對比了尾礦砂粒、粉粒和粘粒的礦物組成特點，從輪廓、棱角性和表面形貌三個層次分析了尾礦顆粒的幾何形狀特征，討論了黏性細顆粒物化性質(zhì)的特殊性，建立了尾礦顆粒粒徑分布函數(shù)模型和破碎過程模型。
　　2.為了研究尾礦漿的沉積分層特征和時

3、間演化規(guī)律，對黏性尾礦漿和砂性尾礦漿進行現(xiàn)場干灘取樣分析和一維沉降柱試驗，探討了不同沉積距離的尾礦顆粒特征，建立了顆粒粒徑與沉積距離的關(guān)系，討論了兩種尾礦沉積物的細觀結(jié)構(gòu)特征和分層劃分依據(jù)，分析了尾礦沉積層形態(tài)的時空演化規(guī)律，用雙電層理論詮釋了絮凝作用對沉積特征的作用機理。
　　3.為了研究顆粒組成對黏性尾礦壓縮固結(jié)特性的影響，對砂性尾礦、粉性尾礦和黏性尾礦進行側(cè)限壓縮試驗。對比了不同細粒程度的尾礦在壓縮、固結(jié)特性上的區(qū)別，描述了

4、黏性尾礦的次固結(jié)現(xiàn)象，并討論了次固結(jié)系數(shù)與時間、固結(jié)壓力之間的關(guān)系，建立了適合細粒尾礦材料的一維固結(jié)經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃驮Ｐ汀?br>　　4.為研究細粒含量對尾礦強度、變形特征的影響，通過固結(jié)不排水三軸試驗和細觀離散元模擬試驗，對尾礦強度的細粒含量效應(yīng)及其內(nèi)在機理進行了宏細觀關(guān)聯(lián)性研究，討論了尾礦土性的漸變規(guī)律及臨界細粒含量判別依據(jù)，并提出力鏈弱化假說來解釋尾礦的細粒含量效應(yīng)。
　　5.通過尾礦筑壩穩(wěn)定性分析，對比了粗粒尾礦庫和細粒尾礦