近年来膏体充填技术得到迅猛发展，成为矿山充填研究的重要方向。然而，由于膏体充填中的细颗粒含量多、充填浓度高、输送距离长等原因，给管道泵压输送带来了输送阻力大、堵管爆管等困难，如今添加减水剂改善膏体流动性能，使高浓度膏体管道输送顺利进行成为可能。而在室内实验过程中，实验尾砂均直接来自于深锥进料口尾砂浆，其不含絮凝剂，实际工业料浆含有一定量的絮凝剂，研究已经表明，絮凝剂的结构和表面化学特性对全尾砂料浆的流变特性存在一定的影响，因此减水剂对膏体流变性能的作用是否受到絮凝剂的物理化学影响是研究管道输送的一个方面，探究减水剂对含絮凝剂的膏体料浆性能及结构的影响具有重要意义。本研究深入了解絮凝剂和减水剂拮抗作用下的膏体料浆在管道中的运动状态，揭示了减水剂的影响机制。

论文的主要工作和成果有：

1）膏体充填材料的物理化学性质测试。通过实验测试得到膏体充填材料的化学成分组成、密度、粒径分布等物理化学性质，为后期试验及研究提供了依据。

2）通过静态絮凝沉降实验，优选出了适合矿山的最佳絮凝剂，并进行动态絮凝沉降实验。通过絮凝剂单耗对全尾砂屈服应力影响的实验，揭示了絮凝剂单耗对底流浓度的影响机理，在单耗不足时全尾砂颗粒难以形成蜂窝状的三维结构，絮凝沉降速度慢，此时浓密底流浓度与絮凝剂单耗成正相关，随着絮凝剂的进一步添加以至过量时，浓密底流浓度与单耗成负相关。

3）基于四因素四水平 Box-Behnken设计方法，开展了膏体料浆屈服应力优化实验，借助响应曲面法获得的矿山最优充填配比，并通过对优化配比参数进行验证实验和充填体强度验证实验，证明了预测模型的有效性。

4）通过PVM颗粒成像及测量技术观察了膏体浆体的微结构随减水剂掺量的变化过程。结合分形理论对膏体微观结构量化分析得到：料浆入料浓度增大，分形维数增大;减水剂掺量越高，计盒维数越大。

5）通过试验分析，减水剂改善膏体料浆流动性能的机理在于：减水剂分子链吸附到絮凝结构上使其带有相同符号的电荷，在电性斥力的作用下，使颗粒相互排斥从而打破颗粒之间的絮凝结构释放被锁住的部分自由水;减水剂产生优秀的吸附缓凝作用，可以有效的延缓水泥水化，降低流变性的经时絮凝剂和减水剂拮抗作用对膏体流变特性影响研究损失;减水剂的极性亲水基团形成水膜起到润滑作用，从而进一步提高浆体的流动性。

6）以国内某铜矿的膏体充填系统为背景，在现场进行膏体充填试验。经过絮凝剂替换试验在尾砂浓密中的经济技术分析，矿山每年的节约费用大约为90万;对减水剂经济技术分析后发现，添加减水剂每立方米成本增加1.663元，优化后充填方案成本略微有所增加，但减水剂可以提高膏体浓度、延长尾矿库的堆存年限、降低水泥消耗量保护环境，在改善膏体料浆的流动性方面有很大帮助。