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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
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2.2.2 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
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9 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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(收稿日期2007212225)
(上接第73页)
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(收稿日期2007204202)
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9总第469期 矿业快报 2008年5月第5期
1 中心简介 国际矿业形势发展日新月异，矿业科学技术不断创新，但矿山生态环境和矿业安全问题是困扰我国矿业可持续发展的两大顽疾。“国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006--2020年）”明确指出：“重点研究深层和复杂矿体采矿技术及无废开采综合技术，强化废弃物的减量化、资源化利用与安全处置”；2012年，国家安监总局等五部委联合下发了《关于进一步加强尾矿库监督管理工作的指导意见》（安监总管一〔2012〕32号），要求矿山优先推行充填采矿法。 膏体充填采矿技术具有安全、环保、经济、高效等优点，是全球矿业领域的研究热点和发展趋势，是国家建设绿色矿山和无废矿山的重要手段。为了研究全尾膏体充填采矿技术的基础理论，并努力解决膏体充填采矿技术的关键技术，北京科技大学膏体充填采矿技术研究中心 (The Research Center of Paste Backfill and Mining，USTB)于2012年12月经北京科技大学批准，正式挂牌。 膏体充填技术研究中心充分利用北京科技大学土木与环境工程学院、金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室的科研和人才等综合优势及基础条件而成立。本中心先后承担了包括国家科学支撑计划在内的几十项膏体充填采矿技术研究课题，在充填作用机理、充填材料散体力学特性、管道输送流体力学、尾矿脱水与膏体制备技术、绿色开采综合技术等研究中获得重要研究成果。获得了多项国家发明专利，发表了百余篇学术论文。在本中心，拥有教授10余名，其中教育部“长江学者”1名，杰出青年基金获得者1名，教育部新世纪人才3名，全国百篇优博论文获得者1名。 本中心的总体目标是促进中国矿业产业发展，搭建膏体技术开发平台、汇聚人才、激励创新、发展产业。围绕膏体充填采矿技术进行新技术研发和集成，缩短膏体科研成果转化周期、刺激膏体充填采矿技术的自主创新研发、提升现有膏体研究成果的成熟性、配套性和工程化水平。努力建成具有国际先进水平的国家级膏体充填采矿技术研究中心，为推进我国尾矿膏体研究技术进步、大幅度地提高经济和社会效益做贡献。
专论与综述 煤矿绿色开采技术的研究与实践 钱鸣高,许家林,缪协兴 (中国矿业大学,江苏徐州221008) [摘 要] 阐述了煤矿绿色开采的提出、概念及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条 带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭 地下气化等,介绍了基于岩层控制的关键层理论开展的绿色开采技术 研究与实践成果。 [关键词] 绿色开采;关键层理论;岩层移动 [中图分类号] TD823 [文献标识码] A [文章编号] 1003-6083(2004)01-0001-04 1 煤矿绿色开采的提出 党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。”因此,必须充分考虑我国资源相对短缺,环境比较脆弱的基本特点,建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路。 近期提出的循环经济(recycling economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[1],将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用—绿色工业—资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程,保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃,从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度。它不同于传统经济的“高开采、低利用、高排放”,而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。显然,此处的“绿色工业”是广义的概念,应由各个工业部门去实现。对矿业来说就是要实现“绿色矿业”。“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采”。 “绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则,形成一种与环境协调一致的,努力去实现“低开采、高利用、低排放”的开采技术。 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的,而进行开发建设后,强烈的人为活动便使环境 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59674011,50374066);国家杰出青年科学基金项目(50225414)发生巨大的变化,由此形成了矿区独特的生态环境问题,如造成农田以及建筑物破坏,村庄迁徙,矸石堆积,使河川径流量减少,以及地下水供水水源干枯,在地面导致的土地沙漠化,由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等。我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全。如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低。二是相关费用支付不全。如矿产资源费以及植被恢复,地面塌陷与水损失;污染治理等。提出并形成绿色开采技术是为了正视开采对环境造成的影响和破坏,并有清醒的认识与足够的估量,以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议。 煤炭开采形成的环境问题主要为: (1)对土地资源的破坏和占用。煤炭开采对土地资源的破坏损害,井下开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。 (2)对水资源的破坏和污染。煤炭开采过程中,进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干,破坏了地下水资源。同时开采还可能污染地下水资源。 (3)对大气环境的污染。主要来自矿井排出的煤层瓦斯抽放和煤矿矸石山的自燃。 以山西省为例,1949～1998年共生产原煤56亿多t,地面塌陷破坏面积达666000多hm2,其中40%是耕地。矸石山占地2000多hm2。至1998年煤炭地下采空面积达1300km2(全省面积的1%)。采煤破坏地下水4.2亿m3/a,地表水迳流
第十二章充填采矿法 §1 充填采矿法概述 一、充填采矿法特点： 凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。 充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。矿柱回采可用填法， 也可以考虑用其他方法。 矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层。依此循环， 直到到全矿房采完为上。一采一充或两采一充。 二、充填采矿法的发展情况 充填采矿法在国内外金属矿山应用的历史悠久，古代就用采掘的废石留在采空区的办法来采矿， 发展到现在的机械化作业的充填采矿法。 （1）国内情况 充填采矿法在金属的矿山应用情况也是变化的，有起有落，开始应用的比较多，后来减少了，现 在又兴盛起来。目前仍然有日益增加的趋势。全国约有20多个冶金山采用了充填法，不是今年的统计 数字。 [参考资料] ①我国的红透山铜矿、凤凰山铜矿、铜录山铜矿、焦家金矿、凡口铅锌矿、湘潭锰矿、黄沙坪铅锌矿等都使用充填采矿法。② ③国内使用充填Array法的历史情况 1）解放时期—— 我国仅有少数几个冶 金矿山采用干式充填 采矿法、水砂，胶结充填法还没有用过。 2）大跃进期间——各种高效率的采矿方法在冶金矿山中大力推广，有些原来采用干式充填采矿法的矿山，改用了其他方法，故充填法比重急剧下降。 3）1964年——我国凡口铝锌矿开始使用胶结充填法。 4）1965年——我国某矿山南矿由于采空区的面积过大，发生地压活动，故开始了尾砂充填空区的试验。后来其他矿又进行了胶结充填法试验。 5）1966年——湘潭锰矿第一期扩建设计，采用3水砂充填壁式采矿法。1969年投产，用到现在， 对防止内因火灾取得了较好效果。
综述 我国现代煤矿充填技术发展及其分类 李 杨，杨宝贵 （中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京100083） ［摘要］充填开采既是“三下”压煤开采的常用技术途径，又是煤矿绿色开采技术体系的重 要组成部分。在简述我国充填开采技术的基础上，对现代煤矿充填技术应用进行了新的分类，对泵送高浓度胶结材料充填、巷道迎头抛矸机胶带充填、采空区架后刮板输送机漏矸充填、混凝土膏体材料充填4种充填技术应用进行了介绍，并分析了现行煤矿充填技术的缺陷及发展方向。 ［关键词］ 充填开采；应用分类；充填技术 ［中图分类号］TD823.7 ［文献标识码］A ［文章编号］1006-6225（2011）05-0001-04Stowing Mining Technology Development and Classification of Chinese Modern Coal Mine LI Yang ，YANG Bao-gui （Resources ＆Safety Engineering School ，China University of Mining ＆Technology （Beijing ），Beijing 100083，China ） Abstract ：Stowing mining is common technology approach of mining coal under river ，railway and building ，and is also important com-ponent of green mining technology system On the basis of introducing Chinese stowing mining technology ，this paper re-classified mod-ern stowing technologies 4stowing technologies including stowing of cementitous material with high consistency by pump ，refuse stowing by belt in roadway ，stowing by scraper behind support ，stowing with concrete paste material were introduced The shortcomings of cur-rent stowing technologies and development tendency were analyzed as well Key words ：stowing mining ；application classification ；stowing technology ［收稿日期］2011－08－11 ［基金项目］国家自然科学基金项目（51104162）；国家科技支撑计划课题（2009BAB48B02） ［作者简介］李杨（1982－），男，河北唐山人，在读博士，主要研究方向煤矿绿色开采，充填开采。 随着煤炭资源的大量开采，村庄下压煤问题越 来越突出，严重影响着许多煤矿企业的正常生产。据统计，目前我国仅统配煤矿的生产矿井“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）压煤就达13.79Gt 。几乎每个矿井都有“三下”压煤，一般都占矿井储量的10% 40%，华东矿区有的矿井高达60%以上。因此，在保证地表建（构）筑物安全的前提下，基于提高“三下”压煤的采出率和合理处理固体废弃物的问题，开发充填采煤新技术，已成 为国家及煤矿企业急需解决的重大技术难题［1－2］ 。我国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 ［3］ 。充填开采是建筑物 下压煤开采的最理想技术途径，其优点是煤炭资源的采出率高，但由于受成本高、充填工艺复杂等因素的制约，没有得到大范围的使用。近几年，随着煤矿充填技术的不断发展，充填技术在煤矿开采中的应用也越来越广泛。 1我国现代煤矿充填技术应用分类 对于现代煤矿充填技术的应用分类可以分为减 沉充填开采和其他充填技术应用两大类。减沉充填开采也就是通常所说的充填采煤，一般应用于解放“三下”压煤，合理处理固体废料，控制地表下沉等；其他充填技术指不涉及减沉开采部分，包括混凝土膏体材料充填沿空留巷，高水速凝材料充填密闭等技术。 1.1减沉充填开采技术应用分类 按照充填量和充填范围占采出煤层的比例，对于现代减沉充填开采技术的应用分类可以分为全采全部充填与全采部分充填。1.1.1 全采全部充填开采 全采全部充填开采即在煤层采出后顶板未冒落前，对所有采空区域进行充填，充填量和充填范围与采出煤量大体一致，其完全靠采空区充填体支撑上覆岩层控制开采沉陷。 该种开采方法在金属矿山得到了广泛的应用。由于采空区充填采矿法是一种采出率高、贫化率低 1 第16卷第5期（总第102期） 2011年10月煤矿开采Coal mining Technology Vo1.16No.5（Series No.102） October 2011 DOI:10.13532/https://www.doczj.com/doc/7b8767237.html,11-3677/td.2011.05.027
操作规程编号：YTO-FS-PD569 充填采矿方法通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
充填采矿方法通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法。有时还用支架与充填料相配合，以维护采空区。充填采空区的目的，主要是利用所开成的充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法。 (1)单层充填采矿法。适用于缓倾斜薄矿体中，用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向一次按矿体全厚回采，随工作面的推进有计划地用水力或胶结充填采空区，以控制顶板。 (2)上向水平分层充填采矿法。一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱。回采矿房
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 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
关于充填采矿技术应用与缺陷的分析 摘要：新技术的不断提高，采矿业取得了迅速发展。人们对该行业的要求也不 断增多，以往的填充材料无法满足现代采矿业的需求，同时，为了使现代采矿新 技术得到高效率深层次的运用，在进行深部采矿作业时，必须对填充材料进行更 新换代。充填不当也会对资源的合理利用造成很大伤害，将不利于可持续发展战 略和环境友好型社会的建设。因此，本文探究充填采矿技术应用与缺陷，希望能 提供一些新的思路。 关键词：充填采矿；应用；缺陷；措施 前言 我国拥有丰富的矿产资源，但人均矿产资源量却远低于世界水平，而且我国 矿产资源分布不平均，探测和开采更为复杂。随着能源危机的不断蔓延，我国的 矿产开采技术受到了多方的重视。近年来，虽然矿产开采技术已有了很大的进步，但是采矿效率和环境保护仍不能达到国际标准，这就为充填采矿技术的发展打下 了基础。文章就有关充填采矿技术用于采矿的问题进行探讨，希望对充填采矿技 术在采矿作业的应用方面有一定的工程指导作用。 1.充填采矿法优点： 充填采矿法与空场法和崩落法对比，具有矿岩稳定性适应广泛、地压控制效 果好、安全性高、资源综合利用率高、高回采率、低贫化率、环保效果好的优点。 充填采矿法应用条件主要是地表不允许塌陷、围岩不稳固或者围岩与矿体均 不稳固的有色金属矿或贵金属、稀有金属矿床，现在已经逐步向“三上一下”（即 村庄下、铁路下、水体下、水体下）开采、保水采矿等领域发展，可以实现“三下”矿床、深部矿床及复杂难采矿床的开采。 现阶段，人们的生活水平不断提高，而生态环境却恶化加速，为了对环境情 况进行有效地改善，应当对充填采矿此种环保的采矿技术进行大范围地应用。采 矿过程中的塌方事故时常发生，导致作业人员的生命安全受到严重的威胁，这些 事故的发生几乎都是由于管理不到位和技术不成熟所导致的。充填采矿技术在进 行填充时采用煤渣和膨化材料等，能够对地表进行稳固，对采空区进行有效地控制，对安全性进行提升。充填采矿作为一种新兴技术，主要是以回采的工作突面 为基础，将填充的材料送入到采空区内，控制围岩的崩落和管理地压，其主要的 优势是：其一，能够对回采率和资源利用率进行提升，节能环保；其二，对深部 的矿床开采有着积极的作用；其三，贫化率低，经济效益高；其四，机械设备的 使用进一步提升了矿产开采工作的工作效率；其五，成本效益之间较为均衡。 2.我国充填采矿法应用现状分析 目前，充填采矿法在金属矿山已获得日益广泛的应用，例如世界上已有德国、澳大利亚等较多国家立法，矿山必须采用胶结充填采矿法以解决固体废弃物污染 和地质灾害长期隐患，胶结充填法以充填体强度高、输送成本低、适应性广、综 合利用率高等特点成为充填采矿法的主要发展方向。 我国采用充填采矿法的金属矿山比例仅为22.4%，使用胶结充填采矿的矿山 不足1%，绝大部分矿山因充填成本高而被迫放弃采用。图1为我国与部分国家 采用充填法的矿山数量比例对比图。 由图1可见，我国使用胶结充填采矿法的矿山还较少，为缓解矿山开采产生 的废渣、工业固体废弃物处理，消除矿区地质灾害长期隐患，必须尽快提高胶结
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
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
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。
充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题分析 摘要：当前，在新时代背景下，我国的采矿行业也实现了迅猛的发展，各类采 矿技术不断应用和创新，其中充填采矿技术是至关重要的技术类型，在岩层不够 稳定的区域得到切实应用，这样能够充分规避自然问题，在深度采矿过程中可以 在更大程度上提升采矿工作效率，使采矿企业的经济效益得到显著提升。针对这 样的情况，本文重点探讨和分析充填采矿技术的主要特点以及在采矿过程中的具 体应用情况和存在的相关问题，希望本文的简要分析能够为同行提供一定的启示。 关键词：充填采矿技术；采矿应用；问题 引言 当前，我国社会经济取得突飞猛进的发展，科学技术也有了长足的进步。在我国采矿行 业的发展过程中，针对相关的采矿技术进行不断的优化和改进，有效引用创新的采矿技术， 其中，充填采矿技术就是特别典型的代表。随着我国采矿深度的进一步加深，各类问题越来 越突出，针对这样的情况，就需要进一步充分应用充填采矿技术，使其应用价值得到充分的 体现，并着重针对该技术在实际应用过程中存在的问题进行深入分析，这显得至关重要。 1 充填采矿技术及其优势概述 充填采矿技术是一种新型的技术，在具体的操作过程中以回采工作突面作为基础，把填 充材料输入到采空区域内部，这样可以更有效的控制好围岩的崩落和管理地压。在采矿工作 推进过程中要结合实际情况，进一步有效选用高质量的原料针对在采空矿区进行原料充填， 这样能够在最大程度上有效预防和控制地表移动或者坍塌等相关问题。通过对采空区进行人 工的充填，这样能够切实有效的保护好矿房和矿块，对此就需要有效应用充填采矿技术。充 填采矿技术的有效应用，能够使岩层不稳定的区域得到切实的保护，在针对贵重稀有矿石进 行开采的过程中，通过该技术可以防止自然问题出现，与此同时也可以切实有效的控制好地 表压力，充分体现出该技术的有效性和针对性，使回采率和资源利用率进行提升，充分实现 节能环保的效果。对深部的矿床开采也有积极有效的作用，其经济效益更高，成本效益更为 均衡。 2充填采矿技术在采矿中的应用要点分析 2.1可持续发展理念下的绿色充填采矿 在现代采矿理念的指引下进行充填采矿，要秉持可持续发展理念，针对采矿技术手段进 行不断的创新和优化，使空气变化得到有效控制，进一步防止围岩破坏。充填采矿技术的核 心就是充填工序，这也是回填工作过程中的核心内容，矿石出现损失之后，要结合实际情况 进一步应用充填体代替矿柱，该技术在某些金属矿的开采过程中得到切实有效地应用，特别 是针对某些围岩并不够安全稳定的矿区内，能够呈现出更大的应用优势。从可持续理念来看，绿色采矿对采矿工作有全新的要求，当前我国已经构建相对应的全新模式，充分利用可以利 用的资源，在最大程度上有效降低采矿环节对生态环境的破坏和影响，使采矿资源得到有效 开发，协调各项采矿作业环节，充分保护环境，在采矿过程中，在最大程度上有效降低对生 态环境的负面作用。 2.2水利充填法的有效应用
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：
实际全矿性永久煤柱损失包括哪几种？ 答：设计规定不回收的工业广场煤柱储量；设计规定不回收的主、付、风井井筒保护煤柱储量；设计规定不回收的全矿井或为一个采区以上服务的大巷保护煤柱储量；井田边界保护煤柱；安全隔离煤柱储量；含水层或积水老窑防水煤柱储量；设计规定的永久性“三下”煤柱储量。 四部委印发煤矿充填开采工作指导意见 中国证券网讯（记者郭晓萍）能源局网站4日消息，为推进煤炭生产方式变革，解决“三下”（建筑物下、铁路下、水体下等）压煤和边角残煤等资源开采问题，提高煤炭资源开发利用水平，改善矿区环境，促进煤炭工业健康发展，建设和谐社会，国家能源局、财政部、国土资源部和环境保护部研究制定了《煤矿充填开采工作指导意见》。 意见提出的主要目标为，安全保障程度不断提高。通过充填开采、以矸换煤，为“三下”压煤和边角残煤等资源回收创造安全生产条件。资源节约效果逐步显现。实施充填开采的“三下”煤炭资源，中厚煤层采区回采率达到85%以上，薄煤层采区回采率达到90%以上；对留设煤柱和边角残煤实施以矸换煤开采的，回采率达到70%以上。矿区生态环境明显改善。地面基本实现无矸石山堆存，地表变形和次生地质灾害得到有效控制，地下水系和地面生态环境破坏程度大幅度降低。 全文如下 煤矿充填开采工作指导意见 为推进煤炭生产方式变革，解决“三下”（建筑物下、铁路下、水体下等，下同）压煤和边角残煤等资源开采问题，提高煤炭资源开发利用水平，改善矿区环境，促进煤炭工业健康发展，建设和谐社会，根据《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国循环经济促进法》等法律法规的要求，研究制定本意见。 一、现实背景和重要意义 （一）煤矿开采技术亟待创新。我国人均煤炭资源拥有量较少，“三下”压煤量较大，矿井正常生产接续受到影响；常规垮落法煤炭开采方式引发地表沉陷和地下水及含水层破坏，造成地表建筑物损毁；大量矸石直接外排堆存，占压土地、污染环境。这些问题亟待通过开采技术创新予以解决。 （二）充填开采技术逐步成熟。充填开采是随着回采工作面的推进，向采空区充填矸石、粉煤灰、建筑垃圾以及专用充填材料的煤炭开采技术。近年来，部分煤矿企业积极探索并实施了煤矸石等固体材料充填、膏体材料充填、高水材料充填等多种充填工艺技术，集成创新了较为成熟的充填开采技术和装备，提高了资源回收率，取得了良好的社会和环境效益，具备了一定的推广应用条件。 （三）实施充填开采具有重要意义。实施充填开采，可以减少井下采空区水、瓦斯积聚空间，降低采空区突水、瓦斯爆炸、有害气体突出、浮煤自燃等事故发生可能性，抑制煤层及顶底板的动力现象，提高矿井安全保障程度；可以充分回收“三下”压煤和边角残煤，延长矿井服务年限；可以大量消化矸石，减轻煤炭开采对地表的影响，减少耕地占用和矿区村庄搬迁，保护和改善矿区生态环境，促进资源开发与生态环境协调发展。 二、指导思想和主要目标 （四）指导思想。贯彻落实科学发展观，以建设绿色生态和谐矿区为目标，以科技进步为支撑，以“三下”压煤地区和环境敏感地区为重点，加强政策引导，强化规范管理，因地制宜，不断创新，大力推广充填开采技术，促进安全有保障、资源利用率高、环境污染少、综合效益好和可持续发展的新型煤炭工业体系建设。