نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 ایران، زنجان، دانشگاه زنجان، گروه مهندسی معدن

2 معدن، فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

10.22034/ijme.2020.118115.1771

چکیده

استفاده از پرکننده‌های خمیری سیمانی در پرکردن فضاهای زیرزمینی توسط صنایع معدنی در حال گسترش است. در این مقاله قابلیت استفاده از باطله‌های کارخانه فرآوری در تهیه پرکننده خمیری سیمانی و عوامل موثر بر مقاومت و اسلامپ آن با استفاده از اصول طراحی آزمون‎ها و نتایج آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در پرکننده مورد مطالعه از باطله واسطه سنگین معدن سرب و روی انگوران زنجان به عنوان خاک دانه‌درشت، باطله لیچ همین معدن به عنوان خاک ریزدانه و سیمان پرتلند تیپ یک به عنوان چسباننده استفاده شد. به‌منظور به حداقل رساندن تعداد آزمایش‌ها و ارائه یک نسبت ترکیبی مناسب، طراحی آزمایش بر اساس روش رویه پاسخ با 5 سطح برای هر متغیر انجام شد که منجر به انجام 120 آزمون آزمایشگاهی گردید. در این مقاله، میزان تاثیر نسبت باطله لیچ به واسطه سنگین، سیمان و آب بر مقاومت و میزان اسلامپ پرکننده خمیری سنجیده شده و در نهایت رابطه‌ای برای بیان ارتباط متغیرها ارائه شده و مقادیر بهینه متغیرهای ورودی جهت حصول مقادیر هدف تعیین شده است. نتایج طراحی‎ها و آزمون‎های آزمایشگاهی نشان دادند که افزایش نسبت باطله لیچ به واسطه سنگین بیش از سایر اجزا بر ویژگی‎های پرکننده خمیری (مقاومت فشاری و اسلامپ) تأثیرگذار است. افزایش این نسبت به شکل معنی‌داری باعث افزایش مقاومت فشاری و سرعت موج و کاهش اسلامپ پرکننده می‎شود. افزایش سیمان، مقاومت فشاری در نمونه‎ها را افزایش می‎دهد، اما تأثیر آن کمتر از سایر متغیرها است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the Effect of Solid Components and Cement on the Mechanical and Rheological Behavior of Fillers Produced by Tailings of Angouran Mine Processing Plant

نویسندگان [English]

  • Ramin Doostmohammadi 1
  • morteza garavand 2

1 Department of Mining Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran

2 Department of mining engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran

چکیده [English]

Using the Cement Paste Backfill (CPB) is developing in the underground excavations. In this study, the potential of tailings in the preparation of CPB and the effective factors on its strength and slump were studied using the design of laboratory results. The studid CPB is consisted of the tailings of the Lead and Zinc Anguran mine. Heavy media waste (Hmw) as a coarse mass, leach tailing (Lt) as a fine aggregate and Portland cement type 1 as a binder were used to make the CPB. In order to minimize the number of experiments and provide an appropriate combine, the design of the experiments was carried out based on the Response Surface Method (RSM). The results of the design and laboratory tests showed that the increase of the Lt/Hmw ratio is more effective than the other components on the CPB’s compressive strength and slump. Increasing the Lt/Hmw, significantly increases the compressive strength and decreases the slump. Also, with increasing the Lt/Hmw, the peak strength recorded in stress-strain graph is increased, which is, less effective at higher values. As the ratio increases, the wave velocity increases, also. Hmw has a positive effect on paste slump, but decreases compressive strength. The increase of 13% of the Hmw reduces the compressive strength by 2.7 times and increases the slump by more than 4 times. Increasing the cement amount increases the compressive strength of the samples, but its effect is less than the Lt/Hmw. Water reduction has been accompanied by a reduction in the water-to-cement ratio, which accelerates the curing of the samples and increases the compressive strength of the CPB samples. In order to optimize the process, according to the compressive strength and target slump, the values 3.72 and 27.89 percent and the ratio of 0.82 for cement, water and Lt/Hmw, respectively are suggested.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cement paste backfill
  • Solid components
  • Mechanical properties
  • Response surface method