膏体充填技术的发展
1、概述
19纪中叶之前,世界范围内大部分地下矿山开采都采用横支护的空场法,在地质条件不复杂的环境下,可通过增加横撑数量和减小巷道断面等技术措施增加釆场稳定性,但对于地质条件复杂的环境,常见的崩落法和空场法都难以营造安全稳定的釆场作业环境,随着人类对资源的渴求以及安全意识的提高,充填采矿法作为一种新型采矿方法在19世纪中期诞生。1864年,美国首次使用水砂充填,以保护宾夕法尼亚州的一个位于煤矿区的座教堂基础,这是充填技术在建筑和釆矿行业的应用结合点,这一举措拉开了充填釆矿的序幕。在随后的生产实践中,人们总结出充填采矿具有安全、可恢复、高效、环保、降低贫化率、适用性强等诸多优点。充填采矿从诞生至今已有一百多年历史,发展为三大釆矿方法之一,该种釆矿方法在许多不同地质环境下都有过成功应用的历史,也因地质环境和釆矿工艺的不同延伸出许多充填采矿技术。根据充填材料的不同将充填釆矿技术分为干式充填、水砂充填、混凝土充填、尾砂充填、尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体充填、高水速凝充填和其他废弃物充填等。根据充填所需动力分裂可分为机械充填、风力充填、水力充填、粟压充填等。根据回采工艺和方向不同可将充填采矿法分为上向分层充填、上向进路充填、下向分层充填、下向进路充填、削壁充填、壁式充填以及方框支架充填等多种充填技术形式。
2、国外膏体充填的发展介绍
国外充填采矿技术发展起步较早,如前所述,早在1864年人们就已经认识到充填技术可以控制地表沉陷等问题,随后在以美国、德国、南非、澳大利亚等国家的众多矿山开展了充填釆矿试验,并研宄出多种充填采矿工艺。1930年,霍恩公司进行采矿尾砂和炼铜炉澄回填至井下的干式充填试验,成功推动了充填釆矿法在矿山中的应用,并在随后一段时间内,许多国家的众多矿山都将奸干式充填釆矿法作为一种治理地表塌陷、处理堆弃废物的一种有效方法。1959年至1962年,加拿大赢桥镍矿开展采用水泥尾砂砂奖替代替代充填料上层的塾板作为人工假低的试验,开发出水泥固结水砂的充填技术,并首次将该技术应用于Frood矿山。1969年,澳大利亚Mount Isa铜矿开展了釆用水泥胶结充填体代替回采底柱以及铅锌铜冶炼炉澄代替部分水泥的实验研究,这一尝试推动了胶结充填技术发展,同时拉开了水泥替代品作为胶结料的研宄。1978年-1983,德国Preussag公司,投入大量资金开发出用于分层充填的高浓粗细微少混合泵压充填系统,并在Grund铅锌矿以及随后的南非各大金矿中成功应用,该技术的出现首次将膏体充填的概念引入充填采矿技术中,并在后期的釆矿工艺中得到了广泛的
应用。1992年,加拿大Sudbary地区Creighton款山也引入了膏体充填技术应用于日常
采矿生产过程中。1998年,Mount Isa铜矿建成膏体充填采矿系统,以开采该公司所属的矿体。目前为止,膏体充填采矿技术以其独特的优点,如可使用全尾砂及其他固体废弃物,充填体脱水量少,充填体强度高,水泥消耗量少,充填体易于接顶,有效降低井下污染和排水费用等,在世界范围内有了广泛的应用。
3、我国膏体充填的发展介绍
我国充填采矿技术发展相比国外晚,但我国矿山众多,且大多数矿山地质条件复杂,充填工艺与技术的应用形式类型众多,尤其是近些年来,我国矿山在新的充填工艺技术开发和应用方面,都取得很大进步。我国最早充填技术起源于二十世纪50年代,东北华铜矿山首次釆用了分层充填采矿法。我国充填技术发展分为五个阶段:
(1)以矿山堆弃废物为充填原料的干式充填阶段、其代表矿山有东北华铜矿山(二十世纪50年代)、内蒙古花沟金矿(二十世纪60年代)等。干式充填技术是通过风力或者其他机械衆矿山堆弃废物充填入采空区,能够有效有效控制地压活动,但同时也具有充填工艺复杂、矿石贫化率高、劳动力需求大、劳动强度高等特点,因此,釆用干式充填采矿的矿山数量在不断减少。
(2)以尾砂为原料的水砂充填阶段,这其中包括湘潭猛矿(1960年)、锡矿山南矿(1965年)、招远金矿(1967年)、铜绿山矿(二十世纪70年代)等。水砂充填主要是将尾砂、炉渔、碎砂石混合成固液两相的衆体通过水力输运到井下充填采空区,水砂充填可有效减少井底火灾和地表下降等问题,但其充填工艺较为复杂,充填质量难以控制,排水费用大等缺点。
(3)以分级尾砂、全尾砂等作为充填集料的胶结充填阶段,包括凡口铅锌矿(1968年)、大厂铜坑矿(1988年)、焦家金矿(1998年)、金川龙首镍矿(1965年)等。鉴于非胶结的水砂充填材料自立性能差等不足,出现了以胶结充填材料作为充填料的胶结充填技术,主要以分级尾砂、全尾砂碎石等材料作为充填集料和水泥等胶结材料配以一定比例的水,混合成高浓度的胶结体通过充填管线输运至待充地点,这种充填技术充填体强度大,充填速度快且工艺简单,也是目前应用较为广泛的一种充填技术。但该充填技术在充填接顶方面也存在着一些缺点。
(4)以高水速凝材料混合后形成充填材料的高水速凝充填阶段,招远金矿、小铁山矿、新桥硫铁矿等矿山于90年代初采用了这种充填技术。高水速凝充填是利用高水速凝材料混合后成
为具有较强固水能力的充填材料,这种充填技术的充填材料早期强度高,可缩短充填回采周期,提高生产率,有效降低充填材料脱水带来的井底污染。但该充填技术同时存在输运、混合工艺复杂、充填成本高等缺点。
(5)以高浓度膏体充填材料为充填料的膏体充填阶段,主要矿山有金川有色金属公司(1991年)、武山铜矿(1996年)、大冶有色金属公司(1999年)、会泽铅锌矿(2006年)等。膏体充填技术是将充填集料(尾砂等)、胶凝材料和水混合成高浓度的膏体通过充填系统输运至待充点,该技术具有充填材料入场后无需脱水,抗离析性能好,充填体强度高,胶凝材料消耗量小,充填成本相对较低,易于充填接顶等优点,但其充填系统投资成本高,充填管道易堵塞。
追溯膏体充填技术发展,1979年首次由德国Grund矿开发应用,并在随后广泛应用于各大矿山。这种新充填工艺技术,将尾砂或其它形式的充填集料经过浓密机和真空过滤机等装置浓缩过滤后,形成膏体形态混合物,其浓度一般在85%左右,再通过充填系统经充填管道以结构流形式泉送至充填位置。
我国膏体充填技术出现相对较晚,金川公司于1991年开始建立、鉴定了自主的膏体充填试验系统,并于1996年在金川公司二矿区正式建成膏体充填采矿生产系统,标志着我国膏体充填技术迈上了一个新的台阶,随后武山铜矿、铜绿山、会泽铅锌矿等矿山也建成了膏体充填釆矿生产系统。
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。
淄博矿业集团有限责任公司 岱庄煤矿建筑物下矸石膏体充填开采 项目简介 淄博矿业集团有限责任公司 岱庄煤矿 二〇一〇年九月二十一日 前言以来, 岱庄煤矿面对资源严重匮乏的局面, 牢固树立”资源有限, 创新无限”的理念, 立足矿井实际, 转变生产方式, 创新开采工艺, 大力实施矸石膏体充填绿色开采技术, 成功地实现了村庄条带煤柱的二次回采, 为延长矿井服
务年限提供了资源保障, 为企业稳定、持续发展积蓄了后劲。 一、项目背景 岱庄煤矿是淄矿集团在济( 宁) 北矿区建设的第二对现代化大型矿井, 地处济宁市城北城乡结合部, 矿井开采范围内地面分布有3个镇78个自然村, 1.3万多户, 5万多人口, 村庄压煤量高达80 %。自矿井移交生产管理以来, 村庄压煤一直采用传统的条带开采技术, 资源回收率不足47%; 随着济宁市城区建设的加 速及村庄的扩展, 矿井压煤量与日俱增, 可采储量锐减, 资源面临枯竭。截至当前, 岱庄煤矿已形成条带煤柱53个, 遗留条带煤柱呆滞储量累计达到900万t。同时, 经过矿井十多年的开采, 地面形成了一座近120万m3的矸石山, 矸石的堆放不但占用土地, 而且对周围环境会造成不同程度的影响。 为此, 岱庄煤矿提出了”建筑物下矸石膏体充填置换开采”研究课题, 与中国矿业大学( 徐州) 和徐州中矿大贝克福尔科技有限公司合作, 进行了建筑物下矸石膏体充填开采技术研究。 二、矸石膏体充填开采技术应用情况 岱庄煤矿矸石膏体充填开采项目于 1月由中国矿业大学、徐州中矿大贝克福尔科技有限公司和岱庄煤矿完成了项目可行性研究报告和初步设计。经专家论证后组织实施。 项目总投资概算为9551.0万元, 截止当前, 实际完成投资 10625万元。 ( 一) 充填原理 项目主要是建立一套以煤矸石、电厂粉煤灰为主要集料的膏体充填系统, 在遗留条带煤柱回采工作面面后, 将煤矸石、粉煤灰、胶结料等固体废物制作成浆体, 从地面经过充填泵经钻孔和管路充填到回采工作面面后采空区, 凝固后形成以矸石膏体充填体为主的覆岩支撑体系, 使地表变形始终保持在建( 构) 筑物安全的允许范围内, 解决地表下沉问题, 实现不迁村回收村庄条带煤柱的目的。 ( 二) 充填材料
综述 我国目前煤矿充填开采技术现状 闫少宏,张华兴 (煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京100013 [摘要]分析了我国顶板控制方法,提出充填控制方法将是资源与环境友好开采的好途径。 总结了目前我国两类充填方法,一是巷柱式充填法;一是长壁式充填法。认为充填开采要推广须进行部分充填、可控制性下沉理论研究,在减少充填材料消耗的同时,尽可能降低充填工艺对回采的影响,并使地表下沉在合理的范围内,从而为充填设计提供理论指导;同时要研发充填材料与装备,如输送机、充填支架等。 [关键词]充填开采;顶板控制;巷柱式开采;充填支架 [中图分类号]T D823183[文献标识码]A [文章编 号]100626225(20080320001203 St a tus 2quo of F illi n g M i n i n g Technology i n Coa lM i n es of Ch i n a Y AN Shao 2hong,ZHANG Hua 2xing (Coal M ining &Designing B ranch,China Coal Research I nstitute,Beijing 100013,China Abstract:Roof contr ol methods were analyzed and filling contr ol was regarded as a good one for envir on ment in this paper .There are t w o kinds of filling methods in China currently .One is r oad way filling and another is l ong 2wall filling .For popularizati on of filling,Part filling and contr ollable subsidence theory must be researched .I nfluence of filling technique on m ining must be reduced and surface sub
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！
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
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。
控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术探析 发表时间：2020-04-02T06:19:21.391Z 来源：《防护工程》2019年22期作者：邹玉龙 [导读] 我国的经济不断发展，各行各业也因此得到进一步的发展。煤矿产业作为我国重点产业之一，对于国家的发展有着十分重要的影响，就目前情况看来，我国大部分地区对煤矿开采的整体规模正在逐渐的增加。 邹玉龙 龙口煤电有限公司梁家煤矿山东龙口 265700 摘要：我国的经济不断发展，各行各业也因此得到进一步的发展。煤矿产业作为我国重点产业之一，对于国家的发展有着十分重要的影响，就目前情况看来，我国大部分地区对煤矿开采的整体规模正在逐渐的增加。不过在实际的煤矿开采过程当中会受到很多因素的影响，往往会导致相关企业的经济利益受到影响，为此，要对煤矿采掘技术进行充分的分析，结合实际的情况而使用有效的技术进行开采，这样能够让沉陷煤层部位的全面开采进行严格的控制。所以下文将对控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术谈谈自己的几点体会，以供参考。 关键词：控制；充填开采技术；沉陷部分；煤矿开采 1.煤矿开采沉陷及充填开采技术进行研究的重要意义 现如今在进行煤矿开采过程中仍然存在沉陷问题，为了切实有效地解决和避免出现这种问题就应当深入地对煤矿开采技术进行研究与探索，就目前来讲较为有效的开采技术主要是部分充填开采技术。在实际煤矿开采过程中一旦发生沉陷问题则应当对其地表建筑物做重建或拆迁处理，与此同时还应当阻断煤矿开采作业以避免造成更大经济损失。另外，国家有关文件规定不可以牺牲自然资源为代价来换取经济发展，一旦发生煤矿沉陷问题则会对周边生态环境造成毁灭性损害，这与我国相关政策相背离。在这种形势下，我们应当全面加强对煤矿开采技术地研究和开发，在煤矿开采过程中运用部分充填开采技术可以较好地解决好沉陷问题，同时还可以充分利用所开采出煤矿矸石或城市固体垃圾回填入矿坑内，这样一来可以很好地避免了煤矿废弃物污染问题，进而对生态环境起一定保护作用，最终实现社会与经济效益共同发展的战略目标，部分充填开采技术地运用有效地推进了我国煤矿事业地健康、稳定发展，实现绿色开采。 2.充填开采的基本技术原理 所谓的充填开采技术，简单的来说就是对沉陷矿区使用特定类型的浆液来进行填充，这样能够让采矿过程当中的安全性得到有效的保障。通过实际的调查发现，在进行充填开采的过程当中会涉及到较多的技术方法，在这些技术当中最为典型的就是膏体充填、浓度低及浓度高的胶结体充填。总的来说，在充填过程当中如果出现采空区，相关工作人员要使用浓度较高的膏体充填材料进行充填工作；相反，如果出现冒落部位，工作人员可以使用注浆碎石的方法来对相应的区域进行充填操作，其主要原因就是，一些相对浓度较低的非胶体由于其自身的综合特点，在高层区域是十分适用的。为了能够保证煤层采掘工作正常进行，工作人员要结合实际的情况而将浓度较大的浆液填入到现有的空洞部位，这样能够为空洞区上侧得到有效的填充。通过实际的调查发现，煤炭采掘量与充填开采必须的填料总量之间有着十分密切的联系，二者对于开采工作有着十分重要的影响。为了能够选择与实际情况相符合的充填技术，就要对煤层充填实现局部或者整体性的操作。应该在实际的煤层充填期间保证现有的煤层不会出现冒落现象，在对采空位置进行充填的时候要提高一定的速度。只有在以上的条件下，要将强度较高的填充体短时间充填到适用到完整性较好的采空区中去，这样能够有效的防止在实际开采过程当中出现煤层沉陷的现象，对开采工作带来一定程度的影响。此外，对于充填部分的煤层关键在于沉陷填充量和开采现场所拥有的煤层规模，这样也能够对煤层沉降起到很好的预防作用。 3.对控制煤矿开采沉陷的充填开采技术进行分析 3.1关于覆岩离层注浆技术分析 该技术的运用重点是要切实做好关键层第一次破裂控制工作。一般来讲，覆岩离层相关数据包含了其位置、断裂情况以及离层量等。这些数据地获取主要以技术人员经验及其自身规律来开展探索和研究，在关键层即将破裂且又没有真正破裂的情况下就是最佳的注浆时间点，此时开展注浆作业所取得质量也是最佳的。但如果当关键层已经破裂后再进行注浆的，这时覆岩离层量已经很小了，由于注浆所使用的大都为流动性较好的材料，这就使得这些材料会向裂缝处缓慢推移，这样一来就难以实现注浆的效果，因此，注浆质量也会受到巨大影响。现今大家在关键层第一次破裂后技术研究已经十分重视了，这种情况下较好的解决办法就是运用离层分区隔离填充法来进行作业。也就是将破裂后的关键层的离层区做分区处理，这样可以有效地确保填充材料得以将离层区充分填满，进一步提升其承载能力从而起到加固效果。 3.2关于膏体充填技术分析 膏体充填突出的技术特点是：一是浓度高，对采空区顶板支护效果好；二是流动状态为柱塞结构流、料浆基本不沉淀、不泌水、不离析，确保充填系统稳定运行；三是无临界流速，减少管道磨损；四是相同胶结料用量下强度较高；五是膏体充填体压缩率低，一般压缩率
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
膏体充填技术现状及其应用研究 发表时间：2017-04-11T16:19:40.527Z 来源：《基层建设》2017年1期作者：高伟平 [导读] 从膏体充填理论技术研究和充填设备应用与发展方面，对我国在膏体充填技术领域需要深入研究的内容进行了总结。 四川科技职工大学四川成都 610101 摘要：充填膏体是由尾砂、水和胶结物等按一定配比混合而成的高浓度混合物，在环保、采场工作环境以及采场应力维护等方面具有明显优势，研究与发展膏体充填技术对未来深部金属采矿以及三下采煤具有重要意义。从膏体充填理论技术研究和充填设备应用与发展方面，对我国在膏体充填技术领域需要深入研究的内容进行了总结。 关键字：膏体充填技术；现状；措施 1膏体充填材料的现状 膏体充填材料的强稳定性使其抵抗分层、离析的能力较强，应用过程中即使在密闭的管道中静止数小时，也不会发生沉淀、分层、离析等现象，应用管道输送不易发生堵塞。膏体充填料浆的质量浓度高75%～82%，一些料浆在添加骨料后质量浓度可达到88%，而传统的低浓度充填料浆其质量浓度不超过65%。正是膏体浓度大，其屈服切应力及塑性黏度比较强，必须通过外力克服料浆自身的屈服应用才能流动。其在管道中的流动状态为结构柱塞流，在整个管道中进行整体平推运动，同一横截面上浆本流动速度为常数，浓度、流速基本不会发生改变，因此稳定性更高。 膏体充填开采的料浆具有较强的可塑性，可保证料浆在管道输送过程中具有较强的抵抗变形能力，每个断面上的颗粒结构均可抵抗错位变形，虽然在通过管道的弯管、接头等部位是形状有所改变，但是其基本结构、成分等均未发生变化。膏体充填料浆不沉淀、不离析、不脱水，即使质量浓度较高也不会影响其可输送性。膏体料浆中包括细粒级物料，比如粉煤灰，使用这些物料作为骨料，可保证骨料粒径在35mm以下，大大降低了破碎充填骨料的材料加工成本。充填前无须进行复杂的隔离，也不用建设过滤排水设施，不仅不会影响采煤工作面的结构，而且充填水也不会对井下环境造成污染。而传统的水砂充填需要进行专门的过滤排水，并且排水过程中料浆中的固体颗粒可能会被带出，井下排水、清理沉淀等工作量也有所增加。 膏体充填料浆初凝时间短，而且可以根据煤矿的实际情况对料浆的配方进行调整，材料的初凝时间、初凝强度及终凝强度也会发生改变，可以保证料浆在更短的时间内对围岩产生支撑力，最大限度上延缓围岩变形，保证下阶段工作可及时进行。 2某煤矿膏体充填开采技术应用实例 2.1充填方案设计 该煤矿膏体充填工作面与普通综合工作面布置基本相似，工作面沿倾斜方向上方为材料巷，可起到通风、运料、行人的作用；运输巷则布置在工作面沿倾向下方，运输巷实现沿空留巷，以作为下工作面材料巷使用。充填管路通过地面钻孔或井筒下井后沿运输巷布置，工作采用充填专用液压支架进行防护，两巷用单体液体支柱进行防护。充填前要用清水充分润湿输浆管，直至清水到达充填工作面为止；安排专业技术人员巡视充填管路，排除跑漏液现象，保持管路畅通。地面制浆站开始下放充填膏体。完成割煤后从工作面按照自下而上的顺序撤回支柱，撤换完毕后在充填巷道两端砌筑厚度约0.6m的挡浆墙，墙四周掏槽深度至少在0.3m以上，如果煤壁松软，则要注意加大掏槽深度；挡墙位于下出口的位置则要良好密闭，以免发生漏水、跑浆。墙外支设一排单体液压支柱，注意支柱与挡浆墙之间必须保持0.2m的间隙，中间再用木板加实，以免发生墙体倾倒或跑浆漏浆的现象；充填上出口砌筑挡浆墙时，要注意预埋注浆管及出气管。最后再对管路进行彻底检查，包括管路、阀门等，以保证不漏浆；充填前后要对管路、阀门等进行清管，工作面上、下两巷均设置沉淀池。 2.2选择充填管路 （1）干路充填管：该煤矿干路充填管选择KMTBCr28双金属耐磨钢管，其具有较好的耐磨、耐腐蚀、耐冲击性能。在确定浆体流速及管道内径时要注意，煤矿的充填能力要求大于金属矿山，故该煤矿设计充填系统充填能力Qj=150m3/h，且由膏体充填料浆流动性能实验可知，该煤矿骨料选择河砂及粉煤灰，故料浆水力坡降较小，约为同等条件下金属矿山高浓度充填料浆的一半左右，故充填系统设计流速为每秒1.8m。 （2）充填管路附件选择：在选择充填管路附件时首要考虑其耐压性，干线管路法兰、旁通管法兰选用公称压力10MPa的钢制法兰或钢制法兰盖，才能保证整个充填系统运行的可靠性。除法兰外充填管路的附件还包括柔性连接器、三通、闸阀等管路附件，要求干线管路上的附件承压能力至少在10MPa以上，而工作面管路附件的承压能力则至少在2MPa以上。选择充填管路附件时要注意，充填弯管会增加料浆输送时的局部压力，且在管路内径相同的条件下，弯管弯曲半径越小，局部阻力就越大，而膏体的质量浓度较高，如果弯曲半径过小可能会导致堵塞，因此在保证井下条件适合、弯管加工工艺可靠的前提下，尽量取弯曲半径最大值。 （3）工作面管路布置：在本研究煤矿中，干线管总长600m，充填管长2m，8根钢管之间设置一个法兰三通进行连接，方便在堵管时可及时处理；工作面充填管总长100m，为管径DN180的柔性管。从工作面充填管间隔一定距离分支出来布料管，主要作用是向充填点判断料浆，布料管选择特塑造钢复合管DN150，每根管长1.5m，间隔10m布置一根。 3膏体充填技术的优化措施 3.1提高膏体配料质量 要保证充填过程中不发生料浆堵管，最基本的要求即膏体配比符合工程标准，在了解料浆构成原理的基础上保证料浆合理的流动性及可泵性。料浆的构成主要是由各组成物流决定的，由实验数据可知，料浆的配料中至少要包含15%以上的小于20μm的粒级含量，这是保证料浆流动性的必要条件。一方面，膏体充填料浆的骨料以矸石为主，矸石的粒级合理才能保证料浆的可泵性及强度性能，因此在矸石的破碎加工过程中，要求矸石粒度必须低于25mm，这一点与金属矿山的粒度要求有很大不同。在煤矿中矸石粒度极限大可以降低加工矸石的成本，且加工过程中振筛处理矸石时不易发生黏结、堵塞；矸石粒度极限越大，工作面隔离就越容易，隔离墙的准备时间也可大大缩短，提高了充填效率。由大量实验可知，料浆的骨料矸石粒度在25mm以内不仅不会影响其输送性能，而且料浆也不会发生分层、泌水的现象，可更好地满足充填工艺要求。另一方面，料浆中所包含的粒度5mm以下的颗料至少占到30%的比例，最高不超过50%，保持在40%最适宜。如果料浆采用泵压进行长距离输送，则要求其分层度小于2.0cm，在这种技术条件下即使料浆在管道中有发生静置，也不会影响后续的输送。因此膏体充填料的配比要具有较好的流动稳定性，充填强度要与安全生产要求相符，并具有较强的可泵性及流动性。
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
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