胶结充填技术在矿山的应用[1]
上向水平分层胶结充填采矿法在贡北金矿的探索应用
能 力 大 、 回采 方 案 较 多 、灵 活性 强 、结 构 简单 、采 切 工 作 简 单 、采 切 比小 、 不 容 易 形 成 超 采 或 欠 挖 ，矿
石 损 失 小 、贫 化 率 低 等 特点 ，尤 其适 用 于 开采 技 术 条 件 复 杂 的 贵 金 属 矿 。本 文 注 重 介 绍 此 种 采 矿 法 的 回
＿畔 ｌ 一 ．～ ｇ 萋 ¨沁 吨 ｇ
Ⅲ 一 一洲 一 ‰ ｕ ＝ 薹 ｍ
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甘 肃 玛 曲 格 萨 尔 黄 金 实 业 股 份 有 限 公 司 贡 北 金矿 于 １９ ９ １年 发 现 ， １ ９ ９ ３年 开 始 露 天 开 采 ， １ ９ ９９
２０ ０ ５年 重 新 进 行 探 矿 工 作 ，累 计 圈 出 金 矿 体 １ ９ 个 。矿 区多 年 来 一 直 采 用 探 采 结 合 的方 式 进 行 矿 石 回收 ，采 矿 方 法 主要 采 用 房 柱 法 和 浅 孔 留矿 采 矿法 ，年 采 出矿石 量 为 ３万 ～ ５万 ｔ 。在 回采 过 程 中遇 到顶 板 和 巷 道 塌 陷 区 ，则 矿 石 废 弃 不 出 ，另 掘一 条巷 道 绕 过 塌 陷 区 ，进 行 下 一 矿 块 的 回收 。
．
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下向进路假底胶结充填采矿法在焦家金矿的应用
第 １卷・ ５ ９ 第 期
３ ３
不 必 安 装 吊挂 锚 杆 。人 工 假 底 混 凝 土 浇 筑 厚 度 为 ４０ｍｍ， 求 在 进 路 回采 结 束 后 ， 适 当碎 矿 将 进 ０ 要 用 路 空 区底板 垫平 ， 区两 帮底 角要 直立 ， 在 相邻 进 空 并
“ 充 两 回” 架 管验 收 完 毕 后 ， 闭板墙 ， 主 板墙 三 ， 封 在
（） １进路 回采结束后 ， 将底板整平 ， 同时要求两
帮 底 角 直 立 且 将 相 邻 假 底 的 预 留钢 筋 全 部 揭 露 出
采场沿矿体 走 向布置 ， 场 中段高 ４ 每分 采 ０ｍ， 层 高 １ ， ０ｉ 每条 进 路规 格 为 ３ｍ ３ｉ ３ｒ ３５Ｉ， ｎ ｘ ｎ或 ｘ ． Ｔ ｅ Ｉ 下 向采 场 直 接 从 上 中 段 底 柱 开 始 回采 ，不 留顶 柱
边 界施 工假 底 时 ， 还要 在边 界 帮上 距底 板 约 ２ ０ｍ ０ ｍ 处 打一 排 眼 ， 在条 件允 许 的情 况下 ， 路 上盘 也 需打 进
一
排 眼 ， 距 ６０ｌｍ， 眼 ０ ｌ 眼深 １ ～ ． ｍ， 镶 入 涨 壳 Ｔ ． １ 并 ０ ５
度大 ， 需要消耗机械设备 ， 对井下安全条件 和环境 都造成不 同程度 的影响 ， 同时还影响采场 内其他进 路的回采 ， 材料运输困难 ， 技术经济指标不合理 。 另 外 ， 工 假 底 需养 护 １ 方 可 封 闭充 填 ， 护 时 人 ６ｈ后 养
（ １。 图 ） １ 采 矿施 工工 艺 ． ２
来， 在位于矿体边界 的进路施工假底 时， 要在边界一
帮距 底板 １００ｍ 处打 一排 眼 ， ０ ｍ 眼距 ９０ｍ 眼深 ０ ｍ，
８０ｍ 并镶入涨壳式锚杆 。 ０ ｍ， 在安全条件允许 的情况 下 ，主断层下盘处也需打眼镶人涨壳式锚杆 ，眼深 １ — ． ｍ， ． １ 眼距 ６０ｍ ０ ５ ０ ｍ。锚杆与进路内钢筋焊接要 牢固， 连续焊接长度 ≥１０ｍｌ ０ ｉ ｌ 。根据矿体产状 ， 如果
全尾砂胶结充填技术在吴庄铁矿的应用
摘
要
针对 吴庄铁矿 采矿 的 复杂情 况 ， 采取 全尾砂 胶 结充填技 术进 行矿 石 回采 ， 选取合 适 的
全尾砂胶 结充填 浓度 固化
尾砂 浓度 ， 对全 尾砂胶 结 充填采矿 法 的推 广起 到积 极作 用 。 关键 词
吴庄 铁矿原 采 矿设 计 采 用 无底 柱分 段 崩 落法 ， 但采 矿过 程 中发 现地 压显现 较为 严重 ， 巷道 片帮 、 顶 板 下沉 、 喷锚支 护开 裂 等 情 况发 生 ； 外 ， 矿 地 下 此 该 涌水 量较 大 。针 对 上述 问题 ， 了安全 生 产 和 减 少 为 损失 与贫 化 ， 设计 提 出分段 空场 嗣后充 填采矿 方法 。
３ 全尾砂充填工艺
高浓度全尾砂胶结充填设计 内容是充填站及管 网布置。充填站主要 由砂仓 、 水泥仓 、 给料及搅拌制
浆装置组成， 充填料输送则 由充填钻孑 与井下输送 Ｌ 管道构成的充填管网承担 。
一
赵运涛 （９ ３ ） 男 ， １８ 一 ， 助理工程师 ，４ ０ ０安徽省马鞍山市经 济 ２３ ０ 开发 区西塘路 ６ ６号 。 ６ ６ ０
率计算充填采场的排水量 ； 充填料浆浓度 Ｃ 超 过 ６％水泥离析现象基本 消失 。 ８
浆后 立式 砂仓 底 部放 砂 管 放 出 的浓 度 为 ７ ％ 左 右 ０ 的砂 浆 ， 水泥 仓底 部 由螺 旋 给料 机 给 出的水 泥 按 一 定 比例一起 加 入高浓 度搅 拌 槽搅 拌 ， 成 ７ ．％ ～ 制 ３６ ７ ． ％ 的高 浓 度全 尾 砂浆 ， ５９ 经充 填 钻孔 输 送 至井 下
一
＝ 充填方法的选择 ｌ
矿 山充 填 的主要 问题 是充 填 材 料选 择 ， 据 充 根 填骨 料 的不 同 ， 目前 国 内外 应 用 于 采 矿 的充 填 工 艺 主要 有尾 砂 胶 结 充 填 和废 石 胶 结 充 填 等 ¨ 。 根据 吴庄 铁矿 现有条 件 ， 确定采 用全尾 砂胶 结充填 方案 。
胶结充填采矿法在金蟾公司黄狮涝金矿的应用
表 １ ）
表 １ 充填材料主要技术参数
度来确定 ， 在矿体形 态 规则 时采 用 沿矿 体 走 向的长 进路布 置 ， 自溜矿井 向充 填井 布置 ， 度 不大 于 ５ 。 坡 。 在矿体形 态不太规 则 时采用 长 、 进路 相结 合 方式 短 布置 。在垂 直方 向上 ， 上下分层错 开布 置进路 ， 进路 断面 一 般 多 采 用 高 ×宽 （ ． ２ ５～３Ｏ ．ｍ）×（ ． ２ ５～
３Ｏ 。 ． ｍ）
｝ ①水泥标 号为 ４５ ； 砂为中粗砂 ， 泥量 ＜ ％ ； ２ ② 含 ５ ③碎石粒
径 ７４ ｍ ， ０ ｍ
２ ２ ２ 采准 切割工 程 ．．
方七林 ，４０ ０安徽省铜陵市。 ２４ ０
１４ 是回采作业时行人 、 ．ｍ， 通风、 提升设备材料的通
道 。人行 天井分 为梯 子 间 和提 升 间 ， 子 间净 断面 梯 １４ ×ｌＯ 提升 问净 断 面 １４ ×１４ ．ｍ ＿ｍ， ．ｍ ．ｍ。梯子 间 和提 升 间用 ￣２ ｍ 圆 钢 焊成 栅 栏 隔开 。人 行溜 矿 １ｍ 天 井下 段净 直径 为 １５ 溜 矿井 底安 装装 矿漏 斗 ， ．ｍ，
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。
采矿工程中充填技术的应用于发展
采矿工程中充填技术的应用于发展摘要：进入工业社会以来，人类对能源的需求日益增大。
而在经济不断发展的今天，对于能源的需求量有了更加明显的增加，所以积极的进行矿山开发具有了重要的意义。
从现阶段的矿山开采来看，虽然说矿山开采带来了丰富的矿产资源，但是也诱发了地质灾害并造成了污染环境，所以积极的处理矿山开采后出现的问题具有了重要的现实意义。
关键词：充填采矿技术；采矿工程；应用引言：在我国社会经济持续发展的大势头下，采矿行业也在发展。
我国采矿企业在激烈的市场竞争之下，不断更新采矿技术。
在采矿技术的应用上，充填技术得到了比较广泛的应用，是一种相对先进、安全的采矿技术，在实际应用中，能够提升矿产的回采率，对于采矿工程的整体效率和安全性都有一个大的提升，使采矿企业能够获得较高的经济效益，促进了采矿企业的稳定发展。
1 采矿工程中常用的充填技术现阶段填充技术中，应用较广的有以下几种方法。
1.1水力填充法我国是较早使用水力充填技术的国家之一。
早在二十世纪初，一些煤矿就采用了该项填充技术。
目前该技术已成为特厚煤层及“三下”煤层开采过程中采用的一项主要顶板管理技术。
水力充填法的原理是以制作固体物料为浆体或膏体，并对其施加外力实现远距离输送，输送距离在几十米到几百里范围之间，该方法具有低成本，高输送效率的特点，同时不受季节及地形影响，不影响环境。
当前我国已经研发完成了高浓度浆料管道自流输送工艺[1]。
1.2膏体充填法当前我国关于膏体充填法的研究应用还不够完善，和其他充填技术比较还处于初级阶段。
该充填方法的质量受到多种因素的影响，如搅拌质量、搅拌方式、水分含量、颗粒成分等等，并且膏体充填法在工艺上比上述两种方法要复杂，技术含量更高，操作管理流程也比较复杂，还需要在实践中不断地深入和完善。
1.3胶结充填法胶结充填法以尾料为材料进行胶结充填，被广泛地应用在采矿工程中。
充填物所选的尾料含有较多的颗粒，因此胶结表面积更大，可形成触变性质体质。
铲运机出矿胶结充填采矿法在富家矿的应用
中图分类号 ：Ｄ ５ ．４ ３ Ｔ ８ ３３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ １ ２７ ２ Ｉ ）０～ ０ ２— ３ １０ —１７ （ ０７ １ ０ ２ ０ ）
了贫化率 。另外 ， 矿体不规律变化 ， 溜矿井远离矿体 下盘 界 限多达 ７～８ 为 了 回采 矿 石 ， 先 回采 一定 ｍ， 必
的废石 。废石混 入 也增 大 了矿石 贫化 率 ， 矿石 贫化率
由设一 ５ 汁的 ％增 至 ９ ８ 。 ．％
到 １０ 水 平 搅 拌 站 。 阶段 高 度 ５ ｍ， 在 已形 成 ３ｍ ０ 现
０ 矿 山生 产 概 况
吉林 吉恩镍 业 股 份有 限公 司 富 家 矿位 于 吉林 省 磐 石 市 境 内 ， 中 国 大 型 的镍 生 产 基 地 。 富 家 矿 是 １６ 提 交 地 质 报 告 ，９７年 开 始 露 天 开 采 ，９９ ９５年 １６ １８ 年 转入地 下 开采 。现年产 矿石 大约 ２ ０万 ｔ 。 矿 山采 用侧翼 竖 井开拓 ， 井直 径 ５ 采 用 双层 竖 ｍ， 双罐 笼提 升矿 石 、 石 并 上 下 人 员 、 料 及设 备 。在 废 材 矿体 另一 翼 开掘直 径 ３ 的通 风 井 ， 成对 角抽 出式 ｍ 形 通风 系统 。在 矿体 上 盘 开 掘 有 砂 石 井 、 道 井 ， 充 管 将
１ 电耙 出矿胶 结充填 采矿法存在 的问题
（） １ 出矿 效 率 低 。开 采 深 度 到 达 ３ ｍ 中段 采场 ０
向高分层胶结充填采矿法。 ２ １ 铲 运机 出矿胶 结 充填 采矿 法简 述 ． 根据矿体赋存条件及铲运机工况 的需要 ， 采用下 盘脉外斜坡道与分层道联合采准 ， 将整个中段分为双 线（ 勘探线 ）单线 ２ 、 个盘 区， 每个盘区各布置 １ 个斜
上向水平分层胶结充填采矿法的应用
1上向水平分层胶结充填采矿法充填采矿法目前是国内最常用的采矿法的一种。
这种采矿法属于人工支护采矿法。
充填采矿法是指在进行回采工作时，工人同时往采空区中填入材料，这样通过填充可以防止采空区周围的岩石下落或者是地表移动，回采工作就可以在采空区填充材料的保护下安全进行[1]。
充填采矿法可以根据填充材料和运输途径的不同分为三种，分别是干式填充法、水力填充法以及胶结充填法。
其中干式充填法是国内采矿中应用最早的，其主要是利用采石场中的废石经过破碎后进行填充；水力充填法的材料也是砂或者是碎石，但是运输途径却是由水力运输的。
胶结充填法的填充材料是一些凝胶材料，比如水泥或者是一些碎石等物品配置的胶结物，这些胶结物凝固后是具有一定强度的，运输的方式可以是由机械运输，也可以是水力运输，运输途径根据实际情况进行选择。
充填采矿法根据采场的结构、回采方向和回采工艺，可以将采矿法分为上向分层充填法、下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法以及方框架充填法。
上向分层填充法是指将矿块在垂直高度上在水平或者是倾斜的划分分层，然后进行从下向上的逐层回采。
在进行回采时，每回采一个分层，要及时用充填料进行充填。
如果矿石或者是围岩都存在稳定问题，进路是需要一定的倾斜角度的，这样的设计可以方便胶结充填材料自己流到充填的位置进行接顶。
2上向水平分层胶结充填采矿法优点2.1提高采矿的安全性上向水平分层胶结采矿法的运输方式有两种，可以是机械的，也可以是水力的，这样可以及时将充填材料运输到矿区，将采空区充填，如此可以有效控制采矿围岩的稳定性，提前为地表的塌陷做出预防措施，这样的采矿法还可以防止采矿区的地下水被污染，保证了采矿进行的安全，同时提高作业人员的自身安全[2]。
2.2提高矿体内矿石的回采率上向水平分层胶结采矿法可以提高矿石的回采率。
因为采矿法使用的胶结充填物，可以有效降低周围环境对采空区的压力，提高矿体的安全性。
使用的采矿方式是上向水平分层法，通过分层的方式对矿体进行回采，在保证安全的基础上，如此可以有效提高矿体内的矿石回收率，所以说上向水平分层胶结采矿法是一种优良的采矿方式，在国内使用较频繁。
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Serial No .469May .2008矿 业 快 报EXPRESS INF OR MATI O NOF 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)05200922031 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。
292.2.2 高水速凝尾砂胶结充填该技术是将高水材料(以铝矾土为主要原料,配以多种无机原料和外加剂,经烘干、配料、煅烧等工艺,制成甲、乙两种固体粉料,其使用比例为1∶1)与全尾砂等惰性材料加水混合成的低浓度充填料浆,用钻孔、管道输送到井下,两种料浆在进入充填空区前混合,不脱水,便可迅速凝结为具有一定强度的胶结充填体。
该充填工艺流程见图2。
图2 高水速凝尾砂胶结充填工艺流程12砂仓; 2,4,52皮带运输机; 32振动筛; 62分砂筒; 72水池; 82供水管; 92100t 甲料仓; 102100t 乙料仓; 11,122螺旋输送机;132甲搅拌筒; 142乙搅拌筒; 152 100mm 充填管; 162混合器; 172采场充填天井高水速凝尾砂胶结充填工艺具有如下特点。
(1)高水速凝尾砂胶结充填料浆是由甲、乙两种料粉,分别与尾砂搅拌制成2种料浆,分别沿两条管道输送到井下。
(2)甲、乙两种料浆的浓度一般在60%～80%,在井下混合后进入采空区,无需脱水,可以调节凝结时间。
(3)高水材料具有良好的悬浮性能,有利于长距离的输送。
(4)甲、乙两种料浆不易凝结,无需洗管。
(5)高水材料具有快速早凝的特性和良好的流动特性,有利于充填接顶和缩短循环周期。
(6)高水速凝尾砂胶结充填工艺可以充分利用各种充填采矿方法的采准布置、采掘设备以及输送系统等条件,因而技改工作简单方便。
由于高水速凝尾砂胶结充填技术使用全尾砂作惰性充填材料,避免了使用分级尾砂过程产生的细粒级尾砂筑坝及坝体维护的困难,减少了尾砂库的建造,同时料浆在井下不脱水使得充填体早强、速凝,整体性能和接顶效果好,缩短了采场生产循环周期,实现了资源、环境、作业条件对采矿工艺的要求。
目前,高水速凝尾砂胶结充填技术广泛应用于我国的金属地下开采。
2.2.3 膏体泵送胶结充填膏体胶结充填料是一种充填到采场后不析水的物料集合体,料浆呈稳定的粥状膏体,直至形成牙膏状。
膏体中的固体颗粒一般不沉淀,层间也不出现交流,而呈柱塞状的运动状态。
柱塞断面的核心部分速度和浓度基本无变化。
对于全尾砂膏体胶结充填料而言,其料浆的真实浓度一般为75%～82%,添加粗粒惰性材料后,膏体胶结充填料浆的真实浓度可达81%～88%;一般情况下,可泵性好的膏体胶结充填料浆塌落度为10～15c m 。
膏体泵送胶结充填技术的关键是解决充填料的可泵性、稳定性和水泥添加技术。
生产实践表明,其可泵性取决于混合料的密度、粒级组成等物理特性。
泵送充填料的稳定性取决于细物料的流变特性,其中,细泥部分及其矿物组成对其流变特性具有决定性影响。
为防止膏体砂浆液化,膏体胶结充填料浆中均添加3%～5%的水泥作为胶凝材料。
根据国内外生产实践表明:水泥添加地点以靠近充填地点为宜;添加的水泥浆比添加干水泥的效果好。
针对膏体泵送胶结充填技术具有尾砂利用率高(90%～95%)、水泥用量低、凝固时间短、强度高并能改善井下作业环境等优点,国内外仍然致力于该方面的研究,与此同时,在国内一些大型的金属矿山(如甘肃的金川),膏体泵送胶结充填技术仍然在使用。
2.2.4 赤泥胶结充填赤泥是生产A l 2O 3排放的废渣,利用其潜在的胶凝特性,可用来制成胶凝材料与废石或尾砂等集料组成胶结充填材料。
赤泥胶结充填料是由赤泥、粉煤灰、石灰、减水剂等组成。
一般而言,赤泥密度为2.79～2.93g/c m 3,赤泥浆的质量分数为40%～55%,石灰活性钙的含量为60.07%。
选用粉煤灰作为充填料是为了吸收赤泥浆中多余的水分,提高料浆的浓度。
在赤泥胶结充填技术运用中,一般采用主、副双管道输送工艺,主管道用于输送赤泥粉煤灰浆,副管道用于输送石灰浆。
料浆在井下主副管道的出口附近经气流混合器进行混合,最终进入采空区,形成不需脱水的膏状物料,凝固后成为较高强度的充填体。
该工艺流程见图3。
改技术已于20世纪90年代在山东湖田铝土矿应用成功,并在山东莱芜铁矿开展工业试验,实验效果良好,具有广阔的应用前景。
2.2.5 废石胶结充填39 裴启涛 陈建宏等:胶结充填技术在矿山的应用 2008年5月第5期废石胶结充填料是由矿山掘进废石或破碎废石,并配以一定的水泥或赤泥组成的。
其中,废石集料是主体,水泥或赤泥充当胶凝剂成分。
一般情况下,大规模的废石胶结充填主要采用自淋混合的工艺制备胶结混合料。
该工艺不仅简化了混合工序,大大地降低了生产成本,而且可以实现大规模的连续充填。
图3 赤泥胶结充填工艺流程图废石胶结充填料浆通过管道输送到地下采场。
废石散体一般采用多种输送方式,比如自流输送和皮带机等。
分流输送工艺对充填料的输送特性没有特殊要求,从而为最佳用水量配合和简化物料的配合要求奠定了基础。
、收缩变形小的特点,废石胶结充填料充入采场后几乎不渗水,从而避免了对井下环境的污染。
因此,在目前,废石胶结充填技术广泛应用于金属矿山作业,比如丰山铜矿、龙首镍矿、吉林镍矿、金山金矿等。
2.2.6 其他胶结充填低强度混凝土胶结充填体强度高,制备工艺简单,但粗粒惰性材料运送困难以及对材料及配制要求高,因此目前未能推广使用。
低浓度尾砂胶结充填能力大,操作简单,充填倍线打,但充填体强度低,采场需要脱水,井下排水和排泥量大,适合运于矿体分散、对强度要求不高的矿山。
磨砂胶结充填工艺应用已逐渐减少,目前成规模应用的矿山主要有金川二矿、龙首矿、武山铜矿和建德铜矿。
3 结 语胶结充填技术的发展,已将地下开采技术推向高新技术领域,使得地下采矿方法获得density 新的技术突破。
胶结充填技术在矿山中的应用,不仅保护了环境而且提高了生产效益,从而保证了矿山生产的可持续发展的要求。
胶结充填技术在未来的矿业开发中势必会有着更加广泛的应用前景。
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