胶结充填技术的发展

全尾砂胶结充填

鉴定材料莱芜钢铁集团有限公司2005年8月

目录鉴定材料之一鉴定大纲3 鉴定材料之二工作报告6 鉴定材料之三技术报告10 鉴定材料之四应用情况报告15 鉴定材料之五经济效益分析报告17 鉴定材料之六查新咨询报告20

鉴定材料之一鉴定材料鉴定委员会 2005年8月

全尾砂高浓度胶结充填技术的研究与应用鉴定大纲山东省冶金工业总公司受山东省科技厅委托，对莱钢集团有限公司完成的“莱钢全尾砂高浓度胶结充填技术的研究与应用”项目进行技术鉴定。鉴定委员会制定的鉴定大纲如下：一、项目名称：莱钢全尾砂高浓度胶结充填技术的研究与应用二、项目来源：自选二、项目内容：莱钢通过对先进的莱钢全尾砂高浓度胶结充填技术的研究与应用，于2003年底并于当年年底投入生产实施，取得了十分显著的效果，矿石回采率由60%提高到目前的85%，延长矿山服务年限3年，年回采矿石6.5余万吨，年直接经济效益1125万元。四、项目起止时间：2003年11月~2004年10月。五、项目承担单位：莱芜钢铁集团有限公司六、鉴定材料及提供单位序号1、2、3、4、5、6、资料名称鉴定大纲工作报告技术报告应用情况报告经济效益分析报告查新咨询报告提供单位鉴定委员会莱芜钢铁集团有限公司莱芜钢铁集团有限公司莱钢集团矿山建设有限公司莱钢集团矿山建设有限公司山东省科学技术情报研究所七、鉴定程序1、讨论通过鉴定大纲 2、听取项目工作报告

3、听取项目技术报告 4、听取应用情况报告5、听取经济效益分析报告6、现场考察 7、专家评议 8、讨论通过鉴定意见9、鉴定委员会委员签字鉴定委员会 2005年8月

尾矿胶结充填产品与技术

企业文化：企业理念铸就精品，奉献至诚环境与人类共存，开发与保护同步企业精神治学维新，经验唯物，协作唯诚，服务唯生企业愿景拥有精湛的技术，卓越的管理能力，成国内外知名的建筑材料供应集团引进新理念，应用新技术，让有限的资源做无限的循环，让一抹绿色洒满矿山企业使命提供高品质全方位的服务，与客户共同铸就精品工程珍惜资源，永续利用质量方针科技领先铸精品，服务优质创一流

公司简介北京中防元大建材科技有限公司是从事尾矿充填材料、混凝土外加剂的高新技术企业，依托于中国地质大学，北京科技大学等雄厚的技术力量，致力于尾矿固化剂、混凝土防水、混凝土防腐等产品的研发，推广应用以及行业标准规范的制订。公司注册资金500万元。公司下设企业管理部、研发部、销售部及生产部，在北京、河南、陕西拥有三个生产基地，并在西安、成都、山东等地开设分公司。在行业内辛勤耕耘十余载，以卓越的产品品质和完善的技术服务体系，效力于国内众多重点工程。 WPA尾矿固化剂是公司在大宗固体废弃物资源化领域的重要研究成果，具备自主知识产权，产品已在国内得到成功应用，为业主单位在尾矿胶结充填方面节约大量的资金，取得了显著的社会及经济效益。公司愿为客户提供更多优质产品和服务，愿和各矿山企业携手发展，共创未来！

产业背景 2011年，我国产生尾矿15.8亿吨，其中铁尾矿8.06亿吨（51%），铜尾矿3.07亿吨（19.4%），黄金尾矿2.01亿吨（12.7%）。无废采矿是采矿发展的必然趋势，尤其是能充分利用矿山固体废弃物的矿山胶结充填工艺。充填采矿法不但能在复杂条件下充分的回采矿产资源，而且能够减少矿山固体废弃物的排放和保护地表不受破坏。高浓度全尾砂充填是充填采矿法的重要技术工艺，其中，固化剂的成本和性能对充填工艺的成败起到至关重要的作用。目前市面上常见的固化材料以水泥为主，成本较高，且料浆存在泌水、离析等现象，不利于采空区充填体强度的提升，并存在排水、污染等问题。我公司自主研发的WPA尾矿固化剂以当地工业废渣为主材，并采用活性材料对其进行激发，采用WPA尾矿固化剂进行采空区充填，成本低，强度高，具备显著的社会经济效益。产业展望 Refin尾矿固凝剂激发工业废渣充填采空区技术复合国家循环经济战略部署，不但使资源得到更加合理的利用，同时可降低企业生产成本，社会及经济效益显著。相关产业支持政策：发改委： ?发改办环资[2012]1335号《关于请组织申报资源节约和环境保护2013年中央预算内投资备选项目的通知》。 ?[2012]726号文下发《关于开展资源综合利用“双百工程”建设的通知》。 ?“城市矿产”示范基地建设。 ?“十百千”等项目提供支持。财政部、税务总局： ?财税[2011]115号《关于调整完善资源综合利用产品及劳务增值税政策的通知》。 ?对采用先进技术生产的产品，符合国家政策规定的给予减免增值税和所得税。工信部： ?对国家重大科技成果转化项目、工业清洁生产示范项目、技术改造项目提供支持。国土资源部： ?国土资发〔2010〕119号《关于贯彻落实全国矿产资源规划发展绿色矿业建设绿色矿山工作的指导意见》。 ?对符合条件的项目申请以奖代补。 ?2013年3月27日财建[2013]80号《矿山地质环境恢复治理专项资金管理办法》。在节能减排和经济可持续发展的大背景下，Refin工业废渣激发充填技术作为尾矿胶结充填行业的前沿技术，必将具有广阔的市场空间和发展前景。公司愿与您携手发展，共创行业美好未来！

全尾砂胶结充填技术在金属矿山坑下采空区治理中的应用

全尾砂胶结充填技术在金属矿山坑下采空区治理中的应用为了解决采空区及地表陷落的安全隐患，同时为矿山生产的大量尾矿砂寻找堆存场地，经试验充分论证，可利用全尾砂对井下采空区进行充填处理，消除地表陷落及采空区垮塌安全隐患。井下采空区充填密闭是全尾砂充填的必要条件之一。文章较详细介绍了全尾砂胶结充填技术在某金属矿采空区治理中发挥的作用，治理效果显著，基本消除了矿区采空塌陷地质灾害隐患，为小型矿山采空区治理工作提供技术指导。标签：采空区；全尾砂；胶结充填；金属矿全尾砂胶结充填技术近十几年来，在我国不断得到发展、完善，已在不少矿山推广应用。某金属矿于2005年建矿，2008年正式投产，设计生产能力15万t/a。矿山采用中央下盘斜井开拓，采矿方法为房柱法和浅孔留矿法。经多年开采已经形成了较大范围的地下采空区，对周围居民、工厂构成威胁，矿山和各级政府对地表安全监控管理和环境保护治理的工作责任重大。 1 矿山基本概述 1.1 地质条件矿区处于某向斜盆地的东北边缘，分布有奥陶系马家沟组、石炭系本溪组及二叠系地层。由于金岭岩体的侵入作用，形成向东北倾伏的金岭短轴背斜，沿接触带形成一系列大小不等的磁铁矿床。该金属矿山开采矿床矿体-150m以上部分。矿体形态呈扁豆状，走向N30°E，倾向SE，倾角20°～40°，矿体沿走向南北长180m，沿倾向延伸165m，水平宽度50～150m。主要有益组分TFe含量一般为30%～55%，最高可达64.74%，平均含量51.41%；矿体最小厚度4.34m，最大厚度16.48m。 1.2 水文地质条件矿区地处鲁中南陆背斜水文地质区、山间盆地亚区的水文地质单元北部。依据含水介质及赋存条件，含水岩组分为第四系松散岩类孔隙含水岩组、碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组和岩浆岩类裂隙含水岩组。矿山投产以来，坑内一直无水，只是在雨季的后期，坑壁上有少量渗水，并不影响坑内作业，也无需排水疏干。该金属矿水文地质条件简单。矿床的主要充水因素是奥陶系灰岩岩溶裂隙水。区内没有大的河流及地表水体，大气降水顺势流出矿区，不会在本区滞留，对地下开采一般不会构成威胁。 1.3 开采现状

充填胶凝材料的发展与应用

充填胶凝材料的发展与应用收稿日期:2007-10-08 作者简介:赵传卿(1969—),男,山东临朐人,高级工程师,北京科技大学土木与环境工程学院博士研究生,主要从事矿山管理与技术研究工作;北京市海淀区学院路30号,北京科技大学土木与环境工程学院394#信箱,100083 赵传卿,胡乃联 (北京科技大学土木与环境工程学院) 摘要:胶结材料是充填采矿技术中最为重要的因素,胶结材料的变化有时会引起采矿方法的变革;胶结剂作为胶结充填材料的主要材料之一,在矿山充填采矿工艺中占有重要地位。文中对主要的几种矿山充填胶凝材料(如高水固结材料、赤泥胶结材料、矿渣胶结材料、全砂土固结材料、矿山尾砂固结材料等)进行了详细阐述。胶凝材料将向缩短凝固时间、低成本、高强度、易输送、易生产、工艺简单等方向发展,胶凝材料具有广阔的研究、发展和应用前景。关键词:胶结充填采矿;胶凝材料;发展与应用中图分类号:T D853134 文献标识码:B 文章编号:1001-1277(2008)01-0025-05 0　引　言充填采矿法具有损失率小、贫化率低、安全性高等优点,也是能有效控制矿山地压活动的采矿方法。随着采矿逐步向深部发展,地温、地压的增加,以及对环境、资源保护的不断强化,人们越来越注重人与自然环境的和谐发展,充填采矿法得到了更大的发展, 越来越多的矿山采用充填采矿方法[1] 。、复杂、特殊条件矿床的一种行之有效的开采技术,在世界上还只有半个多世纪的历史。胶结充填技术以其特殊的工艺、突出的优点、可喜的前景而日益广泛地被应用。它能更充分地满足保护资源、保护环境、提高效益、保证矿山可持续研发的要求。胶结充填经历了低强度混凝土胶结充填、低浓度尾砂胶结充填、全尾砂高浓度胶结充填、全尾砂膏体胶结充填、块(碎)石胶结充填、高水速凝尾砂胶结充填、似膏体胶结充填等模式,每种模式都给充填技术带来了巨大的进步,甚至产生质的飞跃,有的可以说是采矿业的革命。每一种充填模式的诞生,都是和充填材料(包括胶凝材料、惰性材料、各种物料)结合在一起的。随着充填采矿技术,特别是胶结充填采矿技术的日益发展,使矿山许多复杂的技术问题得到了很好的解决,在深部开采、保护地表、“采富保贫”、“三下开采”、降低贫化率和损失率、防止内因火灾、减缓岩爆发生、有效控制地压活动等方面发挥了巨大的作用。胶结材料是充填技术中最为重要的因素之一,胶结材料的改变会引起充填技术的改变,也能引起采矿方法的变革;胶结剂作为胶结充填材料的主要材料之一,在矿山充填采矿工艺中占据了重要地位。充填体固化时间及强度是影响采矿周期及损失贫化的重要因素,充填成本的高低直接影响着矿山经济效益。所以研究开发新的适合于矿山充填的胶结材料是国内外采矿界一直共同关注和研究的课题。 1　充填材料概述充填采矿法采矿经历了几十年的发展,已使胶结充填技术日臻完善,并获得推广应用。在20世纪90年代后充填技术成果主要体现在充填材料、充填工艺和充填体力学等方面。这里仅就充填材料的发展与应用情况作一详细评述。充填工艺与技术的发展,经历了废石干式充填、分级尾砂和碎石水力充填、混凝土胶结充填、以分级尾砂和天然砂作为充填料的细砂胶结充填、废石胶结充填、高浓度全尾砂胶结充填和膏体泵送胶结充填的发展过程。可见,胶结充填材料可随着采矿充填工艺的发展而发生变化。胶结材料在充填采矿中的作用越来越大,其发展速度之快主要是近些年的事情。废石干式充填采矿法、水砂充填采矿法主要应用于50～60年代为控制地压活动、防止地表下沉,所以比较初级,也没有用胶结充填材料。 20世纪60～70年代,应用和开发尾砂胶结充填技术。在这一时期的胶结充填均为传统的混凝土充填,即完全按建筑混凝土的要求及工艺制备和输送胶结充填料。所以这一时期的胶凝材料就是建筑行业用的水泥。70～80年代,细砂胶结充填材料的研究与应用得到较大推广与应用。细尾砂胶结充填以尾砂、河砂、天然砂、棒磨砂

全尾砂胶结充填实验方案

1 实验目的本次试验通过采用尾砂和水泥等作为充填骨料，测试充填试块的固结特性、强度指标等，以检测充填体是否满足回采强度和相关工艺要求，以此确定金鑫金矿实验采空区回采残矿要求的充填材料及其控制参数等。 2 取样本次试验根据实验目的，主要采用的试验材料为尾砂、水泥以及水等。为了符合实际，本次试验所用尾砂从金鑫金矿现场获取，托运至实验室进行试验，可确保所得数据与矿山实际相符。具体材料包括以下几种：（1）骨料原料：主要为选矿全尾砂。（2）胶结材料：普通32.5水泥。（3）水：采用自来水。 4、主要试验内容根据试验目的，确定本次试验主要内容为： 1）尾砂物理力学性质及化学成分测定（1）测定金鑫金矿尾砂原料的物理力学性能，主要包括比重、容重、含水率、孔隙率、自然安息角和渗透系数等；（2）测定并分析尾砂的化学成分；（3）测定尾砂的粒级组成；（4）测定尾砂的压缩系数和压缩模量。 2）充填料配比试验（1）尾砂添加水泥后的固结特性研究，选取至少2个不同浓度和3个不同灰砂比的组方进行试验（2）根据试验结果推荐尾砂充所需的充填材料配比参数。 4、技术指标和参数试验得到以下指标和参数：（1）尾砂原料的基本物理力学参数，主要包括比重、含水率、密度、孔隙率、休止角和渗透系数等；（2）尾砂的粒级组成；

（3）各组方充填料的比重、含水率等；（4）不同养护龄期（7d、28d、60d）下的各组方的充填体单轴抗压强度、弹性模量等；（5）充填体不同养护龄期（7d、28d、60d）劈裂强度，计算其内摩擦角和粘结力，并绘制莫尔应力圆。 5 试验方法和方案本实验主要是在对尾砂进行物理力学性能测定和化学成分分析的基础上，选择不同充填配比进行室内充填体试块制作，测定其养护期为7d、28d、60d充填体单轴抗压强度和典型试块的7d、28d、60d劈裂强度，绘制摩尔圆，并求解内摩擦角及粘结力。在得到以上物理化学性质分析结果和强度试验等结果后，对其进行技术经济分析，推荐尾砂材料充填所需的充填材料配比参数。 5.1物理力学性质测试方法（1）用比重瓶法测试比重；（2）采用小型相对密度仪测定容重；（3）依（1）、（2）结果计算孔隙率；（4）采用三联式固结仪测定固结（压缩）性；（5）用卡敏斯基管测定渗透系数；（6）采用粗筛和比重分析联合测定物料级配。（7）采用D=20cm的圆盘休止角仪测定干状样品和水下样品两种状态下的休止角。 5.2化学成分测定方法金鑫金矿尾砂化学成分主要测定________等。 5.3充填料室内配比试验本试验中心内容是充填材料的强度试验，为保证试验工作有序、顺利进行，特制定如下试验计划： 1）试验仪器及器材

矿山充填技术的研究与展望

Serial No .495July . 2010 现　代　矿　业 MORDE N M I N I N G 总第495期 2010年7月第7期李　强(1979-),男,河北廊坊人,讲师,221116江苏省徐州市。矿山充填技术的研究与展望李　强　彭　岩 (中国矿业大学力学与建筑工程学院) 摘　要:介绍了矿山充填技术的发展历程及应用现状,着重提出了煤矿矸石井下充填技术,融入了“绿色开采”理念。通过对充填体力学作用机理的探讨,结合采矿作业要求,研究了新的充填工艺和方式。对于保护环境、合理开发资源,实现矿产资源的二次开发利用,促进矿山可持续发展具有一定的现实意义。关键词:矿山充填;应用现状;可持续发展中图分类号:T D823.7 文献标识码:A 文章编号:167426082(2010)0720008206 Research and Prospect on M i n e F illi n g Techn i que L i Q iang Peng Yan (School of Mechanics&Civil Engineering,China University of M ining and Technol ogy )Abstract:The devel opment course and app licati on situati on of m ine filling technique are intr oduced,coal m ine gangue undergr ound filling technique is raised e mphatically which combine with "har moni ous m ining "idea .Ne w filling technol ogy and mode are studied thr ough the discussi on on mechanics functi on mechanis m of backfill and combine with m ining operati on require ments .It has a certain p ractical signifi 2cance on envir on ment p r otecti on 、reas onable res ources exp l oitati on,and realize the second devel opment and utilizati on of m ineral res ources and p r omote the sustainable devel opment of m ine . Keywords:M ine filling;App licati on situati on;Sustainable devel opment 进入工业社会以来,人类对能源的需求日益增大。矿山中蕴含着大量能源物质,特别是煤炭,我国未来的发展对其的依赖还很巨大。矿山开采在带来矿产资源的同时,也是诱发地质灾害和污染环境的直接因素。其中最为突出的就是地表沉陷。矿山充填是治理开采沉陷的有效手段,国内外学者对其进行了大量研究,提出了许多行之有效的方法。自20世纪50年代以来,我国矿山充填技术的发展大致经历了四个阶段[1,2] :50年代为废石干式充填的全盛时期;60年代发展应用分级尾砂水力充填、碎石水力充填和混凝土胶结充填;70～80年代广泛应用以分级尾砂和天然砂作为充填料的细砂胶结充填技术;90年代全面发展了全尾砂胶结充填、块石砂浆胶结充填、碎石水泥浆胶结充填和膏体泵压输送胶结充填等新技术,促进了我国采矿技术的进步和采矿工业的发展[3] 。进入21世纪,矿山开采将转向深部矿体、“三下矿体”[4] 以及其它复杂难采矿体。地压控制问题将日益突出,并成为深部高效、安全作业的主要障碍。胶结充填是深部及复杂应力环境下地压控制的有效途径之一,因此,充填采矿法和充填工艺技术越来越受到人们的重视,且在充填采矿法不断改造与发展的过程中得到创新与进步。一方面通过对充填材料和充填体物理力学性质的认识,研究开发来源广泛、成本低廉、便于制浆和输送、充填体强度高的新型充填材料;另一方面,通过对充填体力学作用机理的探讨,结合采矿作业要求,研究新的充填工艺和方式。在此基础上,结合现代矿山充填技术发展的趋势,逐渐形成了似膏体充填新思想,研究了一种新的充填技术———似膏体充填新技术[5] 。1　矿山充填技术的应用概况目前在中国应用的充填工艺[6,7] 主要有分级尾砂充填、全尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体泵送胶结充填、磨砂胶结充填、赤泥胶结充填、高水固化胶结充填、少量的天然砂胶结充填和干式充填。 8

尾砂胶结充填的社会意义

在提倡可持续发展，构建资源节约型、环境友好型社会的今天，有色金属矿山如何在技术上更加有效地利用现有的尾矿资源，保护环境，安全生产，显得尤为重要。目前，我国相当一部分地下矿山都选择充填的方式对采矿过程中产生的尾矿进行处理和利用，合肥恒昌自动化控制有限公司在矿山充填技术研究方面一直走在行业前列. 开采矿山会产生大量的尾矿,我国是一个矿产资源大国，矿业尾矿废料的积存量和年排放量也十分巨大。过去粗放型开采对生态环境的破坏很大，主要表现在地表塌陷、尾矿库及废石场占用大量土地以及废水排放对环境的污染等方面。同时，一些矿山对尾矿库、尾矿堆管理不善，易造成垮坝等事故，形成重大的安全隐患。利用尾砂进行井下采空区充填就是一种处理尾矿的好方法。充填技术是充填采矿法的核心，采用充填采矿法可以使采矿回采率大幅提高，从而提高矿石资源利用率。充填采矿法既可以提高资源利用率，防止地表塌陷，又可减少固体废料向地表的排放，是充分利用尾矿资源，实现节地、节能、环保、废物利用的有效途径。一般所说的充填采矿法是对地下矿山而言的，地下采矿法有空场法、崩落法和充填法三大类。可以说，高浓度充填和膏体充填是目前矿山充填领域最新的技术成

果。高浓度充填和膏体充填与其他充填方法相比，最大的优势在于充填料浆的浓度是非常高的，一般可以达到72%以上，膏体状态下的浓度甚至可以达到80%~82% （不同的尾砂浓度不一样）。高浓度料浆可以实现自流，而膏体料浆一般需要用加压泵进行输送，将充填料浆挤压到井下。充填工艺包括料浆制配、输送、采场工艺技术等。目前，料浆的制配是最关键的一个环节。尾砂充填料浆浓度的高低，也反映出充填水平的高低。根据恩菲的研究，对充填来说，无论是高浓度还是膏体，最好的状态就是充填料浆不会出现离析、不脱水，但还能自流输送。全尾砂膏体充填就具有料浆浓度高、含水率低、不沉淀、不离析、不脱水的特点。这就为全尾砂的利用创造了条件，甚至可以全部利用，不建尾矿库。精确测量技术应用,可以较好地完成充填浆料的优化配比,用高精科氏力质量流量计测量密度,可以在保证胶体强度的前提下减少水泥这样较昂贵物料的用量,为企业带来良好的经济效益.。国内矿山大都采用连续配料工艺来制备充填料浆，有了可靠的高精度测量仪表,再加上耐磨陶瓷阀和胶管阀的应用, 应用模糊智能控制技术,可以很好地优化系统,实现系统自诊断,结合现代总线技术,可以节约更多的人力资源,系统效率大大提高。

全尾砂胶结充填技术在金属矿山的应用与发展...

全尾砂胶结充填技术在金属矿山的应用与发展摘要：全尾砂胶结充填是充分利用尾矿资源，实现矿山无废开采，同时也是将尾砂视为一种远景资源储存于井下，待将来技术经济成熟再对其进行二次开发利用来满足国民经济发展的需要，是现代采矿工业中一项有利于矿业可持续发展的新技术。全尾砂胶结充填是以没有进行分级脱泥的的全粒级尾砂作为充填骨料，与一定比例的胶结材料和水混合均匀搅拌后充入井下采空区的一种充填方式。分级尾砂充填工艺是对尾砂先进行分级脱泥处理，这样使得充填体料浆进入采场更迅速地脱水，充填体的强度也可以得到明显的提高，因此，分级尾砂充填工艺已被国内外矿山广泛应用，但此工艺造成了充填骨料的来源不足，同时生产出来的细泥尾砂给堆坝增加了难度，提高了尾矿库的建设成本。随着技术经济的发展，推广全尾砂胶结充填作为一种新型高效的充填方式，最大限度的利用尾矿资源，以减少对环境的污染和资源的浪费。 1.全尾砂充填的意义随着现代科技和工业生产的高速发展，矿产需求量迅速增加，金属矿产资源的开发利用引发的地表破坏和尾砂排放，将带来资源、环境和安全等诸多问题。通过利用全尾砂对采空区进行有效充填，可以从根本上解决矿产资源开采带来的环境和安全问题，同时还能充分地回收矿产资源，对促进采矿工业与资源、环境、安全和经济的协调发展有着重要的意义。 1、减少矿山固体废料排放，实现无尾化矿山生产，避免了尾砂的工业占地，节省尾矿库征地、建设和维护费用，同时也避免了可能造成的对大气、水体、土壤的污染，对保护地表生态环境具有重要的意义。 2、可以有效地阻止岩层发生明显的移动，防止地表塌陷，实现“三下”安全开采和优先开采下部或下盘富矿而不造成矿产资源的破坏，保护远景资源。 3、可以有效地控制地压，控制局部和区域岩层片落破坏，提高回采作业的安全性，减小采场冒顶事故风险，同时还可以缓解深井开采时岩爆的威胁。 4、通过尾砂充填可以安全地对残矿进行回采，从而提高矿石回采率，提高矿山经济效益。 2.全尾砂胶结充填工艺该工艺是以物理化学和胶体化学的理论为基础，直接采用选厂尾砂浆，经浓密机和砂仓沉降脱水，将全尾砂与一定比例的水泥和水通过双轴叶片式搅拌机和高速活化搅拌机合成均质的胶结充填料，利用管道将充填料充入采场。尾砂流量，水泥流量，加水量以及合成充填体料浆的浓度等参数由自动控制系统进行控制。

充填理论及技术

充填理论及技术班级：采矿121 姓名：赖波学号：201210111319 摘要：矿产资源所提供的矿物原料、能源和建筑材料等，是人类赖以生存和社会发展中不可缺少的前提条件。矿业开发是人类进步和社会发展活动中一个重要的组成部分，它对人类社会的发展与文明进步产生着巨大的推动作用。人类在生产和生存活动中，有900,6的工业产品和17％的消费品是用矿物原料生产的；我国95％的能源、800,6的工业原料以及70％以上的农业生产资料也都取自矿产资源。然而，随着矿业的进一步开发，“环境与发展”成为人类所面临的一个两难的选择，矿业开发一方面促进经济发展和社会进步，而另一方面却又造成了环境污染，危及社会发展。面对能源消耗与日剧增，地球环境负荷一天天加重，某些矿产资源濒于枯竭，《中国2l世纪议程》已明确将目标确定在“建立可持续发展的经济体系、社会体系和保持与之相适应的可持续利用的资源和环境基础”之上，形成良性循环，实行开源与节流并重的战略，变害为利，变废为宝，持续利用。充填采矿法由于在确保安全的情况下兼具环境保护和提高矿石回收率双重功效，在有色、黄金等矿山得到越来越广泛的应用。虽然我国矿山胶结充填技术起步较晚，但最近十几年发展相当迅速。目前，尾砂胶结充填，混凝土及块石胶结充填、高浓度尾砂胶结充填、全尾砂细石膏体泵送充填及高水速凝固化充填技术已在许多矿山推广应用。有些矿山的充填工艺和技术指标也已经达到了国际先进水平。随着科学技术的发展和浅部矿体的逐渐消耗，开采深度逐年增大，世界最深矿井已达50GOrel41，国内某些矿山开采深度也已经超过1300m。深部矿床开发固有的高应力、高地压、高地温特点，使充填采矿法成为首选方法。解放初期在金属矿山广泛应用的干式充填采矿法，例如鞍山钢铁公司的弓长岭铁矿、七道沟铁矿应用黄土充填上向分层充填采场，落矿前在充填面上铺5cm厚木板来隔离崩落矿石与已充废石，减少矿石的贫化损失；在煤炭系统的抚顺老虎台煤矿、京西门头煤矿应用块石水力充填或水砂充填。1965年年金川有色金属公司龙首矿和凡口铅锌矿同时开始实验上向分层胶结充填采矿法，随后得到全面的推广应用。一大批有色金属地下矿山和黄金矿山都采用充填采矿法进行技术改选并组织生产。据1997年的统计资料显示，充填采矿法在我国有色金属地下矿山所占比重已达到22．37％，在黄金地下矿山中采用充填采矿法的比例更高。一、充填技术发展历程由于充填工艺涉及矿山安全与经济效益，已成为采矿领域最引人注目的前沿研究课题。围绕充填材料、充填料浆制备、充填工艺参数、充填体力学性能及承载特性、充填体作用机理、充填体质量评价等方面展开了全方位的研究，取得了不少研究成果。充填工艺和设备日臻完善，许多新型充填材料相继问世，如废石充填、块石胶结充填、分级尾砂和碎石水力充填、以分级尾砂和天然砂作为充填料的细砂胶结充填、高浓度全尾砂胶结充填、高水速凝固化充填、膏体泵送充填等充填技术在国内外矿山得到广泛应用[61；为降低胶结充填成本，扩大充填应用范围，近年来研究人员致力于水泥替代品研究并取得了一定成果。粉煤灰、冶炼炉渣、铝厂赤泥等来源广泛、成本低廉的工业固体废料已在部分矿山推广应用，大大降低了矿山胶结充填成本，提高了矿山经济效益和社会环境效益。各种充填技术发展历程大致如图1-1]所示：

尾矿回填-全尾砂胶结充填工艺

尾矿回填-全尾砂胶结充填工艺矿山机械选矿厂家尾矿库已到服务年限，如果不对尾矿做科学的综合治理方案，势必超期服役。并且，随着尾矿量不断增加，建立新的尾矿库已势在必行，新的尾矿库的建立需要占用大量的农林用地。一个年产20万吨铅锌矿的选矿厂，建一座尾矿库需占地800～1000亩(1亩=667㎡)，能够维持10～15年生产之用。由于土地资源越来越紧张，征地费用越来越高，导致尾矿库的基建投资占整个采选企业费用的比例越来越大，且尾矿库的维护也需消耗大量的资金。每年的营运费用高达100万元之多，因此，实施尾矿综合开发治理，减少尾矿库投入成本，是企业降低经济负担，提高经济效益的需要。目前在我国应用的充填工艺主要有全尾砂胶结充填、分级尾砂充填、废石胶结充填、膏体泵送胶结充填、磨砂胶结充填、赤泥胶结充填、少量的天然砂胶结充填和干式充填。全尾砂胶结充填是充分利用尾矿资源，实现矿山无废开采，同时也是将尾砂视为一种远景资源储存于井下，待将来技术经济成熟再对其进行二次开发利用来满足国民经济发展的需要，是现代采矿工业中一项有利于矿业可持续发展的新技术。一、全尾砂胶结充填工艺：全尾砂胶结充填工艺是以物理化学和胶体化学的理论为基础，直接采用选厂尾砂浆，经浓密机和砂仓沉降脱水，将全尾砂与一定比例的水泥和水通过双轴叶片式搅拌机和高速活化搅拌机合成均质的胶结充填料，利用管道将充填料充入采场。尾砂流量，水泥流量，加水量以及合成充填体料浆的浓度等参数由自动控制系统进行控制。二、全尾砂胶结充填系统：全尾砂胶结充填系统主要由脱水系统、搅拌系统、管路输送系统和自动检测及调节系统等四部分组成的。 1、脱水系统在生产过程中一般采用浓密、沉缩两段脱水工艺，选厂全尾砂料浆经高效浓密机第一段脱水后，泵入立式砂仓进行第二次沉缩脱水，从砂仓放出料浆直接进入搅拌。 2、搅拌系统通过脱水系统排除的矿砂与一定比例的胶结材料和水通过高浓度矿浆搅拌桶，受上、下螺旋方向相反的叶轮作用，形成两股相对流动的矿流，互相冲击、搅拌而使浆料混合均匀。这样就打破了水泥浆中的絮状结构，提高水泥的活化性能，同时料浆表现出良好的流动性，且相对离析率低。由河南省荥阳市矿山机械制造厂专业供应的高浓度矿浆搅拌桶的优势特点：1、结构简单，检修操作方便；2、搅拌叶轮具有耐磨、耐腐蚀能力；3、搅拌介质浓度可高达75%。高浓度矿浆搅拌槽主要特点是螺旋桨式叶轮直径加大，循环筒直径大于槽体内径的三分之一，循环筒上的开孔数及孔径都有所增加，提高了各孔的循环矿浆

探究采矿工程中充填技术的应用与发展

探究采矿工程中充填技术的应用与发展发表时间：2018-10-17T09:46:03.570Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：张潭 [导读] 摘要：随着我们国家矿山的不断开采，在开采过程中产生的土地塌陷补偿费用逐年增加，越来越高。徐矿集团张双楼煤矿江苏徐州 221000 摘要：随着我们国家矿山的不断开采，在开采过程中产生的土地塌陷补偿费用逐年增加，越来越高。结果表明：采空区采煤成本的增加与开采引起的地面塌陷造成的吨煤成本相当。中国是一个富有丰富矿产资源的国家，同时也是最大的存储和资源消耗大的国家，在开采过程中，周围环境和表面被破坏的同时，开采成本也会随之上升，周边的环境也会受到影响，也极易造成安全隐患。采空区充填技术可以减少周围环境和地表的破坏，降低废物的排放率。能很好地处理废弃物污染并减少对耕地的破坏、提高了资源回收率。该技术在采矿工程中得到广泛应用，并得到很好的实施和使用。本文笔者根据工作实践经验对采矿工程中充填技术的应用与发展进行了分析探讨。关键词：采矿工程；充填技术；应用；发展 1充填技术在采矿工程中的应用 1.1水利充填法在我国最早出现的充填技术就是充填的方法。水利充填其自身的原理主要是把固体材料当作浆料形成充填体，使用长距离的输送，其自身的优势就是成本并不高，并且其自身的传输效率相对较高，同时不需要受到季节以及地形制约制。并且，当前我们国家已经成功的对于高浓度浆体管道其自身直流输送的过程进行了研究。 1.2胶结充填法水泥充填法主要是把一些废弃材料当成是水泥的充填体，在工程里获得了非常普遍的使用。填料尾砂里拥有很多的颗粒，其自身胶结的面积不断的提升，体系其自身触变性构成。当前，高尾砂胶结充填技术在我们国家已经比较成熟，在采矿工程里也获得了非常普遍的使用。其自身的应用率能够达到80%，材料输送的质量也达到了70%。 1.3膏体充填法当前，膏体充填法在我们国家的应用和发展还算不上十分的完善，其本身与其他的填充技术进行比较则是相对落后的。膏体充填方式自身的质量因为受到了其本身混合形式以及含水量，还有混合质量以及构成等多种因素的影响。令膏体充填法在技术上使用变得异常复杂，其本身的技术含量可以说也是比较高的，同时其自身所完成的操作管理过程也非常的复杂，会使用到非常多的实践分析以及对其进行以及持续的优化。 2充填采矿技术应用中存在的问题 2.1材料较少充填装需要新材料和良好的充填工艺，但在混凝土施工中非常复杂。矿山个体差异存在差异，材料选择也存在很大差异。这是很难充填和挖掘，并根据新的规定进行现有的填充材料。因此，我们需要充分了解充填要求，然后加强对材料性能的研究。 2.2从实际情况看在采矿中，采矿筛选的总体思路是不完善的。例如，在筛选现场的开发中，尚未进行综合比较和分析，实际情况被忽略，存在一定的盲目性，缺乏对现场、地质等因素的分析以及原则适应当地条件大大降低了开采率、总产值。一旦出现问题，采矿就难以继续。在这方面，采矿前，技术人员应在采矿现场进行彻底调查研究，根据调查结果制定最佳充填流程。 2.3不完善的管理体制对于充填站来讲，以往的过程不起规管和监督的作用。目前，许多充填站没有电子和机械设备，例如：泵、流量计和浓度计。在许多方面，工作的有效性得到了提高。但是，对于充填站的管理，没有一套完善的规章制度，导致在时间条件下缺乏系统的检查。在此基础上，充填站施工工作处于混乱状态，不可能定期抽检，不利于矿山工作的进一步发展。 3充填技术的应用及发展前景 3.1优化充填管理措施矿山项目的管理与分配工作主要是由矿山填充站负责的，一些先进的电子设备和机械设备对填充站提供便利条件。基于此采用先进的填充设备为填充站快速工作提供一定技术支撑，但与此同时，填充站工作时也会出现一些问题，如管理不到位问题，管理问题会导致设备不能正常运行，会对能源开采工作造成不良影响。为解决此类问题，需要对填充站管理工作进行改革与完善，对正在运行设备定期进行安全检测，制定一份详细检测流程，填充站的填充材料要进行统一储存。电子设备与开采机械设备，安排专业技术人员进行定期检查工作。对存在安全隐患的设备及时安排检修工程师及时维修，避免因设备隐患问题影响正常开采工作。 3.2创新采矿充填技术同时，应充分利用充填采矿技术，促进矿山企业的快速发展，提高企业的竞争力。对于充填采矿技术的创新，首先对传统充填工艺进行详细分析，了解传统充填工艺的特点。其次，根据当地矿物类型和特点，对充填过程进行了研究和创新。例如：一些大型矿体中的矿山非常稳定，但是矿产资源的开采是非常困难的。在这种情况下，我们必须选择深孔浅层回采工艺，才能获得良好的开采效果。在这种情况下，采用高水材料和石材胶凝材料作为充填材料，更好地修复充填采空区。通过科学合理的创新和回填采矿技术，可以降低采矿成本和开采效率。在这方面，充填技术的革新可以达到更好的开采效果，提高矿山企业的经济效益。 3.3加强对充填材料创新的研究充填采矿技术中，充填材料是必不可少的。不同充填材料对充填采矿技术的影响不同。良好的充填材料不但能够使得采矿工程自身的效率与质量得到提升，并且在极大程度上能够使得矿山工程自身的安全得到保证。随着采矿技术的不断革新，回填材料的应用逐渐向新的充填和固化材料发展。 3.4充填技术装备的维修随着充填技术非常快速的发展，其操作方式以及与其有关的充填设备自身的升级也是十分快速的。在这些充填设备里，填充贮仓有着关键性的作用。它直接去对充填材料自身的质量以及充填效果产生影响，但在以往进行充填的时候并未获得有效的重视。然而，对新型充填技术进行使用的时候，能够运用对垂直填充贮仓进行改进的方式使得充填材料自身的质量得到有效的保证。在尾矿处置时候，还需要精

胶结充填技术在矿山的应用[1]

Serial No .469May .2008 矿　业　快　报 EXPRESS INF OR MATI O N OF M IN ING INDUSTRY 总第469期2008年5月第5期 3国家自然科学基金资助(50774092)。裴启涛(1986-),男,410083湖南省长沙市。胶结充填技术在矿山的应用 3 裴启涛　陈建宏　王子哲　程运材 (中南大学资源与安全工程学院) 摘　要:在矿山的生产中,胶结充填不仅可以充分利用矿山固体废料,提高充填体的强度,有效地抑制围岩的破坏,而且可以提高资源的回收利用率,为将来远景资源的二次开发创造了条件。介绍了胶结充填技术的基本原理,并结合生产实际,对目前金属矿山采用的一些胶结充填技术给了较系统的阐述。关键词:胶结充填;固体废料;充填体;矿山中图分类号:853.34+ 3 文献标识码:B 文章编号:100925683(2008)0520092203 1　引　言矿山充填技术是为了满足矿业开发的需要而逐步发展起来的。然而,矿业开发一方面促进了经济发展和社会进步,而另一方面却又造成了环境污染,影响了社会的发展。在金属矿山作业中,不可避免会产生大量的固体废料,其中尾矿的含量最高。世界上每年排放的尾矿竟达50多亿吨,而我国的矿山每年排放的尾矿量也高达5亿t 以上。尾矿的堆积不仅要占用大量的土地,而且定期对尾砂坝进行维修也要耗费大量的资金。因此,必须要寻求妥善的办法,合理的利用尾矿,实现经济效益最优的同时,使矿业开发成为无污染或少污染的行业。胶结充填技术的应用不仅可以充分利用矿山固体废料,提高充填体的强度,有效地抑制围岩的破坏,从而避免地表塌陷,保护生态环境,而且也提高了资源的回采利用率,使得一些在当代技术条件下难以得到经济合理利用的矿物废料储存起来,为将来远景资源的二次开发创造了条件,同时也消除或减少了矿山固体废料排放的负面影响。2　胶结充填原理和种类2.1　充填原理胶结充填技术是将采集和加工的细砂等惰性材料(在充填过程及形成充填体后,性质不发生变化的材料)掺入适量的胶凝材料,加水混合搅拌制成胶结充填料浆,在沿钻孔、管等向采空区输送和堆放料浆,然后使浆体在采空区中脱去多余的水(或不脱水),形成具有一定强度和整体性的充填体。可见,胶结充填体作为地下采矿工程中人工构筑的工程,是胶结充填采矿法控制采场地压和区域地压的主要方法。2.2　充填种类2.2.1　高浓度全尾砂胶结充填该工艺是以全尾砂和水泥等固体物料加少量的水作为充填材料,通过活化搅拌,从而将充填料浆制备成高浓度料浆和堆放料浆的充填工艺。由于该混合料浆属于一种具有触变性质的标准分散系,细粒级物料含量高,比表面积大大增加,在强力搅拌下,混合料浆中固体分散系被稀释而具有流动性,并使得胶结微粒分布均匀。一般而言,高浓度料浆具有屈服应力,属于非牛顿流体,尾砂的质量浓度在68%～75%。该方案的工艺流程见图1 。图1　全尾砂胶结充填方案工艺流程这种工艺的胶结充填体有如下特点。 (1)充填体内粒级和水泥分布均匀,没有粗、细颗粒分层现象,充填体整体性和稳定性好。 (2)胶结充填料的泌水性使得大部分水被析出,充填料不会长时间处于流体状态。 (3)在水被析出时,水泥不存在流失现象。目前,随着搅拌活化搅拌技术和高浓度全尾砂脱水等技术的不断成熟,高浓度全尾砂胶结充填的应用不断增加,如马屯铁矿、武山铜矿、湘西金矿、凡口铅锌矿和南京铅锌矿等,具有广阔的应用前景。 2 9

下向分层进路胶结充填采矿法技术标准

下向分层进路胶结充填采矿法技术标准金川集团有限公司发布

Q/YSJC-GY04-2010 前言本标准是对Q/YSJC-GY04-2007的修订。本标准与Q/YSJC-GY04-2007相比主要变化如下： ——在分段与分层划分中，增加了“分层垂直高3m”。 ——在采场构成要素表1中增加以下内容： ——增加六角形进路高为6m采矿时工作面炮孔的布置图。 ——在吊挂桁架长度中增加了3.7m和4.5m两种规格。本标准由金川集团有限公司提出。本标准由金川集团有限公司科技开发部归口。本标准由金川集团有限公司科技开发部负责起草。本标准由金川集团有限公司技术标准委员会矿山专业组起草。本标准主要起草人：于晓霞郭慧高陈宗林李惠民高锋林秀英吴亚辉文有道。本标准由金川集团有限公司科技开发部负责解释。本标准所代替的历次版本发布情况为： ——Q/JR-U02-1989，Q/JR-U11-1989，Q/YSJC-GY03-2004，Q/YSJC-GY04-2004，Q/YSJC-GY04-2007。 I

下向分层进路胶结充填采矿法技术标准 1 范围本标准规定了下向分层进路胶结充填采矿法操作技术要求，检验规则。本标准适用于下向分层进路胶结充填采矿法。 2 规范性引用文件下列文件中的条款在本标准中的引用而构成本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB16423-2006 《金属非金属矿山安全规程》 GB6722-2003《爆破安全规程》 Q/YSJC-GY02《高浓度细砂管道自流输送胶结充填技术标准》 3 术语 3.1胶结充填采矿法随着回采工作面的推进，用水泥等胶凝材料与砂石、炉渣或选矿尾砂等配制成浆状物，通过管道利用自然重力或机械动力将其输送至采场充填采空区，以控制采场地压的采矿方法。 3.2假顶胶结充填形成的人工混凝土顶板。 3.3顺路天井在采场结构中随回采水平推进而逐步形成的用于采场行人、通风、运送材料的井筒工程。 3.4盘区按回采工艺要求，将矿体沿走向或垂直走向划分的独立回采区段。 3.5采准在完成开拓工程的基础上，掘进一系列井巷将阶段划分成矿块，在矿块内为行人、通风、运料、凿岩、放矿等创造条件,并获得采准矿量所进行的采矿准备工作。 3.6回采 1

矿山充填工艺技术的发展及似膏体充填新技术

实验研究矿山充填工艺技术的发展及似膏体充填新技术胡　华　孙恒虎 (中国矿业大学北京校区资源系?北京100083) 摘　要　文章回顾了充填工艺技术的发展历程,分析了各种充填方式的利弊,并对管道输送特性、充填效果进行了定性比较。结合现代充填发展趋势,提出了似膏体充填新思想,论述了似膏体充填的关键技术及研究思路,并对已取得的研究成果作了简要介绍。关键词　充填技术　似膏体充填　关键技术 DEVE LOPMENT OF BACKFI LL TECHN OLOG Y AN D THE NEW BACKFI LL PR OCESS USING PASTER2L IKE MATERIAL Hu Hua　Sun Henghu (China Mining Technology University100083) Abstract:In a brief reviewing of development of backfill technology,the advantages and disadvantages of various backfill methods are compared.Based on analysis of development trend of backfill technology,the conception of paster2like fill material,its characteristics by pipeline transportation,its performance and crucial points are introduced. K eyw ords:Backfill technology,Paster2like backfill material,Crucial points of technology 1　前　言进入21世纪,矿山开采将转向深部矿体、“三下矿体”以及其它复杂难采矿体。地压控制问题将日益突出,并成为深部高效、安全作业的主要障碍。胶结充填是深部及复杂应力环境下地压控制的有效途径之一,因此,充填采矿法和充填工艺技术越来越受到人们的重视。充填工艺技术也在充填采矿法不断改造与发展的过程中得到创新与进步。一方面通过对充填材料和充填体物理力学性质的认识,研究开发来源广泛、成本低廉、便于制浆和输送、充填体强度高的新型充填材料;另一方面,通过对充填体力学作用机理的探讨,结合采矿作业要求,研究新的充填工艺和方式。正是在此基础上,结合现代矿山充填技术发展的趋势,逐渐形成了似膏体充填新思想,研究了一种新的充填技术。 2　矿山充填工艺技术的发展 211　水砂充填早在19世纪中叶,地下开采的大部分矿产采用横撑支护的空场采矿法,但用这种方法开采厚大矿体时,造成矿石的巨大损失、井下灾害的发生和矿山服务期限的缩短。1864年在美国宾夕法尼亚的一个煤矿区进行了第一次水砂充填,以保护一座教堂的基础。随着南非、德国、澳大利亚、中国(首先是煤矿)等国家试验了矿山水砂充填。进入20世纪后,美国和加拿大发展了基于采用选厂分级尾砂进行水砂充填的充填工艺,在悬浮液输送固体物料、水力旋流器脱泥等方面取得了进步。实现了低浓度(35%～70%)泵压或自流输送的水力充填采矿。但充填料中过量的-325目细粒留在充填分层的表面;形成的充填体没有凝聚力,无法形成稳固的、能够自立的帮壁,使回采作业难以继续进行。 212　低浓度胶结充填 20世纪60年代中期,普遍采用了硅酸盐水泥或其它胶凝材料添加到低浓度水砂充填料中,既提高了充填体的强度,又易于实现水力输送。由于水砂充填与胶结充填结合,促进了原有采矿方法的改进和实现机械化作业,提高了采矿方法的适应性,