文档介绍：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。

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。这一充填工艺和技术已相当成熟,其输送浓度为65%~70%。分级尾砂的利用粒径一般为+37μm,利用率一般在50%,而对有些多金属矿山,其产率仅30%左右,如凡口铅锌矿、西林铅锌矿、安庆铜矿等矿山。

高浓度全尾砂胶结充填工艺的特点是以全尾砂作为充填骨料,通过活化搅拌,在高浓度状态下输送到采场。该工艺全部尾砂作为充填料,因而适用于充填料来源不足、在地表不能建尾砂库、尾砂中含有害物质需要处理或尾砂中含有将来可以利用的有用物质而需要保存在井下的矿山。该法不能用常规方法搅拌,必须用活化搅拌技术,才能制备出高质量的全尾砂胶结充填料。
上世纪90年代初开始,长沙矿山研究院进行了全尾砂活化搅拌机的研究,第二代全尾砂活化搅拌机在济南钢铁公司张马屯铁矿投入用,该系统的尾砂利用率为100%。因而使张马屯铁矿成为一座无尾砂库、不外排尾砂的金属矿山。该技术现已相继在柿竹园多金属矿和湘西金矿等矿山得到推广应用。为了大面积推广应用全尾砂充填工艺,有必要进一步研究开发全尾砂脱水新技术。由加拿大莫吉尔大学提出的一种脱水流程将会很有发展前途。该流程装备有水力旋流器、沉淀漏斗和浓密机。其最终产品是浓密机的溢流和沉淀漏斗的底流,底流的固体浓度可达78%。

块石砂