One-Dimensional Consolidation Parameters Of Cemented Paste Backfills / Parametry Jednowymiarowej Konsolidacji Podsadzki W Postaci Cementowej Pasty

Open access

Streszczenie

W procesach pozyskania i przeróbki węgla powstają duże ilości odpadów dwóch rodzajów: drobnoziarniste odpady (muły) i gruboziarniste - odpady skały płonnej. Odpady drobnoziarniste (muły) są odprowadzane jako zawiesina na stawy osadowe lub kierowane są do wypełnienia zrobów w podziemiach kopalń, natomiast odpady gruboziarniste zazwyczaj są składowane w postaci suchego materiału na hałdach. Składowiska tych odpadów, zarówno powierzchniowe jak i podziemne, wymagają częstych kontroli ze względu na dużą kompresję (ściśliwość) oraz płynięcie (ścinanie). Drobnoziarniste odpady nasycone cementem CPB (Cement Paste Backfill) mogą we wczesnych stadiach utwardzania ulegać konsolidacji w procesie osiadania w zrobach. Aby przygotować odpowiednią mieszaninę do wypełnienia zrobów konieczna jest dobra znajomość całkowitej wielkości i różnic w osiadaniu CPB utwardzanych w warunkach ciśnienia. Parametry konsolidacji CPB mogą być badane w wa­runkach laboratoryjnych z wykorzystaniem ulepszonego zestawu aparaturowego o nazwie CUAPS (Curing Under Applied Pressure System) - utwardzanie pod ciśnieniem. Taka konfiguracja jest w stanie symulować warunki utwardzania CPB, a więc pomiar parametrów konsolidacji przy efektywnych naprężeniach w zakresie od 0,5 do 400 kPa. W tym przypadku, seria jednowymiarowych prób konsolidacji prowadzona była na próbkach PCB, umożliwiających zbadanie wpływu rodzaju spoiwa i czasu utwardzania na właściwości kompresji (np. współczynnik konsolidacji Cv, wskaźnik kompresji Cc i wskaźnik dekompresji Cr) oraz końcowe właściwości geotechniczne (np. wskaźnik porowatości f zawartość wody Wf i stopień nasycenia Sf). Wyniki pokazują, że ze wzrostem zawartości spoiwa, wzrasta odporność na konsolidację. Wartość współczynnika konsolidacji cvmaleje w miarę upływu czasu w wyniku zmiany mikrostruktury CPB wywołanej hydratacją.

Aubertinet al. 2002 - Aubertin M., Bussiere B.,Bernier L., 2002 -Environnement et gestiondesrésidus miniers, Presses Internationales Polytechnique, Montréal, Quebec, Canada.

Belem et al. 2000 - Belem T., Benzaazoua M., Bussiere B., 2000 - Mechanical behavior of ce­mented paste backfill. [In:] The 53rd Canadian Geotechnical Conference, Montreal, Quebec, Canada, pp.373-380.

Belem et al. 2002 - Belem T., Benzaazoua M., Bussie re B., Dagenais A., 2002 - Effects of settlement and drainage on strength development within mine paste backfill. [In:] Tailings and Mine Waste’01, Vail, Forth Collins, Colorado, USA, pp. 139-148.

Belemetal. 2006-Belem T., ElAatar O., Bussie re B., Benzaazoua M., Fall M., Yilmaz E., 2006 - Characterization of self-weight consolidatedpaste backfill. [In:] Paste and Thickened Tailings’06, Limerick, Ireland, ACG, pp. 333-345.

Belem T., Benzaazoua M., 2008. Predictive models for prefeasibility cemented paste backfill mix design. [In:] Post-Mining 2008, February 6-8, Nancy, France, pp. 1-13.

Benzaazoua et al. 1999 - Benzaazoua M., Ouellet J., Servant S., Newman P., Verburg R., 1999 - Cementitious backfill with high sulfur content: physical, chemical and mineralogical characterization. Cement and Concrete Research, Vol. 29, No. 5, pp. 719-725.

Benzaazoua et al. 2004 - Benzaazoua M., Fall M., Belem T., 2004 - A contribution to understanding the hardening process of cemented paste backfill. Minerals Engineering, Vol. 17, No. 2, pp. 141-152.

Benzaazoua et al. 2006 - Benzaazoua M., Belem T., Yilmaz E., 2006 - Novel lab tool for paste backfill. Canadian Mining Journal, Vol. 127, No. 3, pp. 31-32.

Bussie re B. 1993 - Evaluation des propriétés hydro-géologiques de résidus miniers utilises comme barrieres de recouvrement. [In:] M.Sc. Thesis, Université de Montréal, Canada, pp. 1-171.

Bussie re B., 2007 - Colloquium 2004: Hydrogeotechnical properties of hard rock tailings from metal mines and emerging geo-environmental disposal approaches. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 44, No. 9, pp. 1019-1052.

Cayouette J., 2003 - Optimization of the paste backfill plant at Louvicourt mine. CIM Bulletin, Vol. 96, No. 1075, pp. 51-57.

Das B.M., 2002 - Soil mechanics laboratory manual, 6th ed., Oxford University Press, New York.

Ercikdi et al. 2009 - Ercikdi B., Cihangir F., Ke simal A., Deveci H., Alp I., 2009 - Utilization of alkali-activated blast furnace slag in paste backfill of high-sulphide mill tailings: Effect of binder type and dosage. Cement and Concrete Composites, Vol. 31, No. 4, pp. 268-274.

Fahey et al. 2010 - F ahey M., Helinski M., F ourie A., 2010 - Consolidation in accreting sediments: Gibson’s solution applied to backfilling of mine stopes. Geotechnique, Vol. 60, No. 11, pp. 877-882.

Fall et al. 2008 - Fall M., Benzazua M., Saa E., 2008 - Mix proportioning of underground cemented tailings backfill. Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 23, No. 1, pp. 80-90.

Helinski et al. 2007 - Helinski M., Fahey F., Fourie A.B., 2007 - Numerical modeling of cemented paste fill deposition. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 13, No. 10, pp.1308-1319.

Godbout J., 2005 - Evolution des propriétés hydriques des remblais miniers cimentés en pate durant le curage. [In:] M.Sc. Thesis, Ecole Polytechnique de Montréal, Québec, Canada, pp. 1-213.

Grabinsky M., Bawden W.F., 2007 - In situ measurements for geo-mechanical design of cemented paste backfill systems. CIM Bulletin, Vol. 100, No. 1103, pp. 1-8.

Hassani F.P., Archibald J.F., 1998. Mine backfill handbook. CIM, Montreal, Quebec, Canada.

Hsu T.W., Lu S., 2006 - Behavior of one-dimensional consolidation under time-dependent loading. Journal of Engineering Mechanics, Vol. 132, No. 4, pp. 457-462.

Khalili et al. 2007 -Khalili A., Wijewickreme D., Wilson W., 2007. Consolidation characteristics of mixes of waste rocks and tailings. [In:] The 60th Canadian Geotechnical Conference, Ottawa, Ontario, Canada.

Kesimal et al. 2005 - Ke s imal A., Yilmaz E., Ercikdi B., Alp I., Deveci H., 2005 - Effect of properties of tailings and binder on the short and long terms strength and stability of cemented paste backfill. Journal of Materials Letters, Vol. 59, No. 28, pp. 3703-3709.

Landriault D., 2001 - Backfill in underground mining: Underground mining methods engineering basics and case studies, Littleton, Colorado, USA, Chapter 69, pp. 601-614.

Lea F.M., Hewlett P.C., 2000 - Lea’s chemistry of cement and concrete, 4th ed., B-H College, UK.

le Roux et al. 2002 - le Ro ux K.A., B awden W.F., Grab insky M.W., 2002 - Assessing the interaction between hydration rate and fill rate for cemented paste backfill. [In:] The 55th Canadian Geotechnical Conference, Niagara Falls, Ontario, Canada, pp. 427-432.

le Ro ux K.A., 2004 - In situ properties and liquefaction potential of cemented paste backfill. [In:] Ph.D. Thesis, University of Toronto, Ontario, Canada, pp. 1-271.

Ouellet et al. 2007 - Ouellet S., Bussiere B. Aubertin M., Benzazoua M., 2007 - Microstructural evolution of cemented paste backfill: MIP results. Cement and Concrete Research, Vol. 37, No. 5, pp.1654-1665.

Page D.T., 2009 - Damage to cement bonds during hydration of paste backfill. [In:] Final Year Undergraduate Thesis, The University of Western Australia, Perth, Australia.

Potvin et al. 2005 - PotvinY., Thomas E.,Fourie A., 2005 - Hand Book on Mine Fill. (Western Australia: ACG).

Tariq A., Nehdi M., 2007 - Developing durable paste backfill from sulphidic tailings. Waste and Resource Management, Vol. 160, No. 4, pp. 155-166.

Yilmaz et al. 2006 - Yilmaz E., El Aatar O., Belem T., Benzaazoua M., Bussičre B., 2006 - Effect of consolidation on the performance of cemented paste backfill. [In:] Underground Support’06, AMQ, Val d’Or, Quebec, Canada, pp. 1-14.

Yilmaz et al. 2010 - Yilmaz E., Belem T., Benzaazoua M., Bussie re B., 2010 - Assessment of the modified CUAPS apparatus to estimate in situ properties of cemented paste backfill. Geotechnical Testing Journal, Vol. 33, No. 5, pp. 351-362.

Yilmaz et al. 2011 - Yilmaz E., Belem T., Benzaazoua M., Kesimal A., Ercikdi B. Cihangir F. 2011 - Use of high-density paste backfill for safe disposal of copper/zinc mine tailings. Mineral Resources Management, Vol. 27, No. 3, pp. 81-94.

Yilmaz E., 2010 - Investigating the consolidation behavior, hydro-mechanical and micro-structural properties of cemented paste backfills using the versatile CUAPS apparatus. [In:] PhD Thesis, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT), Québec, Canada, pp. 1-450.

Yilmaz E., 2011 - Advances in reducing large volumes of environmentally harmful mine waste rocks and tailings. Mineral Resources Management, Vol. 27, No. 2, pp. 89-112.

Yumlu M., Guresci M., 2007 - Paste backfill bulkhead monitoring: A case study from Inmet’s Cayeli Mine, Turkey. CIM Bulletin, Vol. 100, No. 1103, pp. 1-10.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

Mineral Resources Management; The Journal of Polish Academy of Sciences

Journal Information


IMPACT FACTOR 2016: 0.481
5-year IMPACT FACTOR: 0.568

CiteScore 2016: 0.76

SCImago Journal Rank (SJR) 2016: 0.408
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2016: 1.397

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 98 98 11
PDF Downloads 29 29 3