矿山尾矿充填技术共41页文档
(全)尾砂高浓度充填理论与工艺技术共42页文档
全尾砂充填技术的难点与优点
制备； 脱水。
节能； 节水； 节地； 环保。
二、充填材料及配比
充填材料概述
充填材料是进行矿山充填的基本材料，其数量 和质量对充填材料的输送、充填体的形成以及 矿山的生产、安全和经济效果的影响极大。
1. 充填骨料，包括尾砂、废石、河砂、风砂、 戈壁集料等；
然性矿床的良好手段。
充填法的缺点
回采工艺和充填工艺比较复杂； 充填和采矿相互影响； 由于充填料的加工、制备，使采矿成本增
加。
充填技术的发展与研究现状:
矿山充填技术是为了满足采矿工业的需要而发展起来的，主要经 历了干式充填、水砂充填、胶结充填、膏体充填以及全尾砂高浓度充 填的发展过程。目前，最常用的充填料是矿山选矿厂生产出的尾砂。 为了使充填料在采场形成需要的强度或尽可能的少脱水，通常还需要 在充填尾砂中按一定的灰砂比添加水泥等胶结料并搅拌制备成一定浓 度的充填料浆。尾砂充填经历了低浓度分级尾砂充填、高浓度分级尾 砂充填、高浓度或膏体全尾砂充填的发展阶段。尾砂充填料浓度的高 低往往能反映出充填技术水平的高低，在制备合适浓度的尾砂充填料 方面，国内外已采用或研究的主要方式有如下几类：在尾砂浆体中添 加其它干料；采用旋流器或其它离心设备、过滤机或其它过滤设备对 尾砂脱水；采用砂仓或砂池直接将尾砂沉淀脱水等。
20.08.2021
连续料浆的软分批示意图
➢ 软批量控制算法
20.08.2021
➢ 软批量控制算法
20.08.2021
➢ 水泥配比的软批量控制
方案设计与研究
20.08.2021
水泥配比软批量控制系统原理图
20.08.2021
添加水软批量控制系统原理图
➢浓度模糊控制回路
某金矿地下矿山采空区治理尾矿充填技术研究
科学技术创新2021.04表1首选胶凝材料(普通32.5水泥)及推荐配比表3全尾砂粒径性状表充填用途 灰砂比 质量浓度(%) 28d 强度(MPa) 体重(t/m 3) 泌水率(%) 打底、胶面 1:8 75 1.87 1.90 3.34 非胶结充填 —— 70 —— 1.75 5.00某金矿地下矿山采空区治理尾矿充填技术研究董晓舟(河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院,河南洛阳471023)我国金属非金属地下矿山采空区数量巨大,分布范围广,是影响矿山安全生产的最主要危害之一,采空区往往会诱发透水、坍塌、冒顶片帮、中毒窒息等多种形式的灾害,造成人员伤亡和财产损失。
特别是由于不规范的开采方式形成的采空区,其采矿空间的不确定性、信息的不完备性特点加大了采空区处理与控制难度。
加之部分矿山企业没有认识到采空区安全隐患的危害性,受短期经营行为和经济利益的驱使,管理不规范,不重视采空区处理问题,采空区治理工作落不到实处,导致采空区安全隐患情况严重。
因此,对采空区进行治理,逐步消除采空区安全隐患,是遏制金属非金属地下矿山事故频发、实现矿山企业安全生产的重要手段。
1矿山概况河南省某金矿成立于2002年,矿区面积19.883km 2,开采标高+1085m ~+620m ,设计生产能力12万t /a 。
矿区目前采用平硐-盲竖井联合开拓,采矿方法为房柱法。
矿山在开采过程中形成了较多采空区,这些采空区暴露时间长、空间分布规律性差、形态变化大,在采矿过程中存在较大的安全隐患。
矿山现用尾矿库服务年限不足3年,新建尾矿库由于周边环境复杂选址困难。
由于国家对安全和环保的重视,尾矿库的审批难度越来越大;而且新建尾矿库征地、建设、运行、维护和闭库的费用极高。
综上所述,矿山2018年决定,把尾矿充填到采空区,一是对采空区进行治理,二是解决尾矿无处堆放的困境。
通过新建充填系统,在综合考虑充填治理采空区的情况下,10-11年之内尾矿可实现零外排,14-15年之内不需新建尾矿库。
充填采矿方法与充填技术
充填法应用现状
应用现状
充填采矿法
分类情况
普通方式
上向水平分层充填法 点柱方式
进路方式
下向水平分层充填法
普通方式 进路方式
两步骤回采空场嗣后 充填法
分段充填方式 阶段充填方式来自应用实例凡口铅锌矿、新桥硫铁矿、康家湾铅锌矿、红透山铜矿、 澳大利亚芒特—艾萨矿和布罗肯—希尔铅锌矿、加拿大 汤普森镍矿、瑞典乌登铅锌矿
出矿效率 (t/台班)
采切比 (m/kt)
损失 率/%
贫化 率/%
炸药单 耗 (kg/t)
采矿直 接成本 (元/t)
充填 成本 (元/ m3)
资 料 年 限
400
50
162
9.16 5 15 0.27 4.26 21.12 1996
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充填法开采方案
分矿典房型矿方柱案中3深孔落矿嗣两后步胶骤结 分充 段回填采采嗣矿后法充填法
• 采矿成本低
• 凿岩技术要求高、爆破成本高、矿石损失
贫化相对较大
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充填采矿技术
发展历程
• 上世纪50年代以前，废石干式充填 • 60年代开始采用水砂充填 • 70年代开始发展细砂胶结充填技术 • 80~90年代发展高浓度全尾矿充填、
• 崩矿：大直径炮孔分层微差爆破崩矿
• 出矿：SCT-5C型铲运机
• 充填：尾砂胶结（325号水泥1:4~12,质
量浓度72%）与尾砂非胶结交替 35
充填法开采方案
典型方案4
技术参数
VCR两步骤回采嗣后充填法
采场能 力(t/d)
凿岩效率 (m/台班)
出矿效率 (t/台班)
采切比 损失 贫化 炸药单 (m/kt) 率/% 率/% 耗 (kg/t)
矿山充填采矿技术
矿山充填采矿技术充填采矿法是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时，用充填料充填采空区的采矿方法。
充填的目的是支护采空区两帮岩石，并为继续进行上面分层回采造成立足的底板。
它适用于矿石和围岩不稳固，不允许有较大暴露面的矿床；地表需要保护的矿床；稀有贵金属或高品位的矿床；有自燃性的硫化矿床；赋存条件复杂的矿床等。
充填目的1)支护岩层，控制采场地压活动；(2)防止地表沉陷，保护地表地物；(3)提供继续向上回采的工作平台(类似于留矿法功能)；(4)改善矿柱受力状态(由单轴受压变为三轴受压)，保证最大限度地回收矿产资源；(5)保证安全回采有内闪火灾危险的高硫矿床；(6)控制深井开采岩爆，降低深部地温；(7)保证露天、地下联合开采时生产的安全；(8)处理同体废料，保护环境。
适用条件一、开采品位较高的富矿，并且要求有比较高的回采率和比较低的贫化率；或开采稀贵金属。
二、赋有条件件和开采技术条件比较复杂的矿床，如：1、水文地质条件、矿体形状比较复杂；2、矿体埋藏较深而且地压较大；3、矿石或围岩有自燃发火的危险；4、地表或围岩不允许有大面积沉陷或剧烈移动而需要特殊保护；5、露天和地下同时进行开采。
三、适用于矿石稳固，围岩不稳固的矿床如果能采用特殊的支护方法或下向分层充填法，也可以用来开采矿石不稳固的矿体。
四、适用于开采急倾斜矿体因为急倾斜矿体便于向采场输送充填料，并且可以减少充填不到的空间及充填料接顶的面积。
但是，如果能采用水力或风力充填的话，也可以用于缓倾斜薄矿脉的开采中充填工艺1充填材料澳大利亚芒特艾萨矿块石膏体充填研究的最新结果，提出了块石膏体充填的设计原则。
通过几次大规模搅拌试验和自由落体试验表明，块石膏体充填能形成均匀的充填体。
块石膏体充填料由分级尾砂胶结料浆与一定比例的块石组成，表现出类似的粘结膏体特性。
在平均添加水泥 1.5%〜2%的条件下，抗压强度超过1Mpao加拿大WiIIiamS矿使用了一种名为DE1Vo的稳定剂，将其用于块石胶结充填工艺中，结果是DE1VO稳定剂有利于减少堵管现象，提高强度。
黑色金属矿山尾矿充填采矿技术及装备研发方案(一)
黑色金属矿山尾矿充填采矿技术及装备研发方案一、实施背景随着矿产资源开采的不断深入，黑色金属矿山尾矿的治理与利用已成为行业关注的焦点。
尾矿的大量堆存不仅占用土地，而且可能引发环境污染和安全问题。
为提高矿产资源综合利用率，降低尾矿库存，黑色金属矿山尾矿充填采矿技术及装备的研发显得尤为重要。
二、工作原理黑色金属矿山尾矿充填采矿技术及装备研发的主要工作原理是利用尾矿作为充填材料，对采空区进行充填，以实现资源的最大化利用。
具体流程包括尾矿制备、充填和加固三主要环节。
首先，将尾矿进行破碎、研磨和分级，制备成符合充填要求的尾矿浆。
然后，通过管道将尾矿浆输送至采空区，使其在采空区形成稳定、均质的充填体。
最后，通过技术手段对充填体进行加固，确保其稳定性。
三、实施计划步骤1. 技术调研：了解国内外黑色金属矿山尾矿充填采矿技术及装备的最新研究成果和应用案例，掌握相关技术发展趋势。
2. 方案设计：根据调研结果，结合企业实际情况，制定详细的研发方案，包括设备选型、工艺流程设计、材料选择等。
3. 设备采购：根据方案设计要求，采购相关设备，确保设备的质量和性能符合预期要求。
4. 安装调试：完成设备采购后，进行设备的安装和调试，确保设备正常运行。
5. 工艺试验：在设备调试完成后，进行小规模工艺试验，对充填采矿技术的实际效果进行验证。
6. 成果评估：根据工艺试验结果，对研发成果进行评估，分析成果的可行性和可靠性。
7. 工业化推广：在确保技术成熟可靠的基础上，逐步推广至工业化生产，以提高整个黑色金属矿山行业的资源综合利用率。
四、适用范围黑色金属矿山尾矿充填采矿技术及装备研发适用于各类黑色金属矿山，特别是对尾矿治理和利用有较高要求的矿山。
该技术及装备不仅有助于降低尾矿库存，减少环境污染和安全风险，还能提高矿产资源的综合利用率，为企业创造更高的经济效益。
五、创新要点1. 技术创新：采用先进的尾矿制备、充填和加固技术，提高充填体的稳定性和均质性。
【精品】矿山充填技术
矿山充填技术进入工业社会以来，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：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。
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，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。
1矿山充填技术的应用概况目前在中国应用的充填工艺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。
1.1分级尾砂充填分级尾砂充填工艺是我国应用最为广泛的充填工艺，绝大部分充填矿山均建有分级尾砂充填系统，包括分级尾砂胶结充填和非胶结充填。
地下金属矿山的充填采矿技术研究
地下金属矿山的充填采矿技术研究地下金属矿山的充填采矿技术是一种利用岩层中的废矿和尾矿进行填充，使地下空洞恢复稳定的采矿方法。
它可以在地下采矿过程中解决多种问题，如保障工人安全、防止地面沉降和地下空洞塌陷等。
在本文中，我们将探讨地下金属矿山的充填采矿技术的研究情况。
近年来，地下金属矿山的充填采矿技术研究取得了显著进展。
研究表明，合适的充填材料和充填方法可以提高矿山的稳定性和生产效率。
充填材料的选择是充填采矿技术的关键。
常用的充填材料包括矿渣、磨矿尾矿、矿井废弃物等。
这些材料具有较好的填充性能和强度，能够有效地填补地下空洞，并提供支撑力。
充填材料的选择还应考虑其环境影响和成本效益。
在充填采矿技术的研究中，充填方法的选择也是一个重要的问题。
常见的充填方法包括上空移动充填法、静止充填法和液态充填法等。
上空移动充填法是指在地下空洞上方进行充填，可以减小地面沉降和地下空洞塌陷的风险。
静止充填法是指在地下空洞内进行充填，可以更好地保护矿石资源并提高采矿效率。
液态充填法则是指使用流动性较好的充填材料进行充填，可以填补更复杂的地下空洞。
地下金属矿山的充填采矿技术还需要考虑矿山的管理和监测。
管理包括充填设计、充填效果评估和充填质量控制等。
监测则是通过地下采矿设备和场地监控系统对充填区域进行实时监测，以确保充填效果和地下空洞的稳定性。
地下金属矿山的充填采矿技术研究对于实现地下矿山的安全、高效开采具有重要意义。
未来的研究方向可以从充填材料的优化、充填方法的改进以及管理和监测的完善等方面展开。
通过不断的研究和实践，地下金属矿山的充填采矿技术将得到进一步的提升和应用。
矿山尾矿充填采矿工艺、技术及装备研发方案(二)
矿山尾矿充填采矿工艺、技术及装备研发方案一、实施背景随着全球矿产资源的不断开采，矿山企业的生存和发展面临着巨大的挑战。
为了提高矿产资源利用率、降低环境污染以及推动矿山企业的可持续发展，必须对矿山产业结构进行调整和改革。
在此背景下，开展矿山尾矿充填采矿工艺、技术及装备研发具有重要的现实意义和市场需求。
二、工作原理矿山尾矿充填采矿工艺是一种利用尾矿砂、胶结剂等材料制备充填料浆，再将其泵送至井下采空区进行充填，以控制地表沉陷、提高资源回收率的采矿技术。
该技术的工作原理主要是通过将尾矿砂与适量的胶结剂等材料混合，加入适量的水制备成充填料浆，再将料浆通过泵送系统输送到井下采空区进行充填，以实现对采空区的有效支撑和控制地表沉陷。
三、实施计划步骤1. 尾矿砂资源调查：对矿山产生的尾矿砂资源进行调查，了解其种类、数量、质量等基本情况；2. 材料筛选与配比：根据尾矿砂的性质和采矿要求，选择合适的胶结剂和其他辅助材料，并确定最佳配比；3. 充填料浆制备：将尾矿砂、胶结剂等材料按照一定配比加入适量水混合制备成充填料浆；4. 充填料浆输送：将制备好的充填料浆通过泵送系统输送到井下采空区；5. 充填施工：将充填料浆泵入采空区进行充填施工，控制充填高度和质量；6. 质量检测与评价：对充填后的采空区进行质量检测和评价，确保充填效果达到预期要求。
四、适用范围该矿山尾矿充填采矿工艺适用于各种不同类型的矿山企业，尤其是对于尾矿砂资源丰富的矿山企业具有较强的适用性。
同时，该技术还可应用于各类露天采石场、露天矿山的采空区充填。
五、创新要点1. 利用尾矿砂作为充填料，实现了资源的有效利用，降低了对环境的影响；2. 采用先进的泵送系统，实现了充填料浆的高效输送，提高了充填施工的效率；3. 结合现代信息技术，建立了充填料浆制备、输送和充填施工的信息化监控系统，实现了全过程的信息化管理；4. 针对不同类型的尾矿砂和采空区条件，采用不同的充填材料和工艺方案，实现了技术的灵活应用。