充填理论及技术
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《充填理论与技术》复习重点一、基本概念:1、惰性材料:是充填材料的主体,在充填过程中以及形成充填体后,材料性质基本不发生变化。
2、运载材料:使充填物料顺利到达采场的输送载体材料。
3、密度ρg(固体密度):充填材料在密实状态下,单位体积所具有的质量,称该材料的固体密度,以ρg表示,其法定单位为kg/m3,或t/m3。
4、自流输送:靠浆体重力使浆体产生的流动。
5、有压输送:流体充满管道并对管壁产生一定压力的输送。
有重力加压和泵送加压之分。
6、砂浆密度:是指单位体积砂浆所具有的质量,t/m3。
7、砂浆浓度:是指砂浆中固体物料所占的比例。
8、充填质量浓度:指砂浆静置沉降时能达到的最大体积浓度(m m.t)。
9、充填倍线:充填管道的总长度(m)与充填管出口、入口间的高差(m)之比。
物理意义是充填浆体单位自然压头所能承担的管道阻力。
10、分级尾砂:为了使充填料具有良好渗透性能,往往要对尾砂进行分级,去掉一部分细粒级尾砂,这些经过分级的尾砂就叫分级尾砂。
11、全尾砂:12、钙矾石:属于钙铝硫酸盐矿物,是一种无色到黄色的矿物晶体,通常为无色柱状晶体,部分脱水会变白。
其化学分子为:3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O。
13、雷诺数Re:是表征流体流态特性的一个无因次量纲参数。
物理意义为流体流动的惯性力与粘结力之比。
14、两相流体:两种不同状态物质混合的流体。
有固液两相流;固气两相流;气液两相流。
二、充填分类:1、按照充填材料及输送方法,充填采矿法可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法。
2、充填采矿法中,按照回采与充填的时间关系,可分为工艺充填采矿法和嗣后充填采矿法。
3、按照充填物料是否使用水作运载材料,可分为干式充填和湿式充填两大类。
4、充填材料的种类:惰性材料、胶凝材料、添加材料、运载材料。
5、充填惰性材料的种类:废石;尾砂;自然砂石;炉渣;人工砂石。
三、充填系统:1、尾砂(细砂)胶结充填系统由七个部分组成:尾砂分级,尾砂贮存,水泥贮存,充填料浆制备,计量控制,管道输送,采场充填。
9 深井充填管道输送技术9.1 深井环境下充填的特殊性目前,世界上开采深度超过千米的矿山已近百座,澳大利亚的芒特艾萨铜多金属矿开采深度达2600m,南非威斯沃特斯兰德矿,回采深度已接近地表以下4000m[1]。
因此可以预计,在不远的将来,开采深度将会超过5000m,甚至6000m。
随着浅部资源的逐渐枯竭和深部资源勘探力度的加强,我国愈来愈多的矿山将进入深井开采阶段。
如山东新矿集团孙村煤矿、安徽铜陵冬瓜山铜硫矿、广西高峰矿业有限责任公司等开采深度已经超过或接近1000m。
根据矿床开采工作所面临的地压问题,按开采深度可分为以下几类:1)开采深度小于300m,称浅井开采。
在此深度内采矿时,一般地压显现不严重,即使发生地压活动,也属静压问题,易于处理;2)开采深度300~800m,称为中深井开采。
根据矿体赋存条件、矿岩的物理力学性质,在掘进或开采过程中,可能发生轻度岩爆,如岩石弹射等现象;3)开采深度800~2000m,为深井开采。
在此深度内具有二类变形特征的岩石会发生频繁的岩爆,影响作业安全;4)回采深度大于2000m,为超深井开采。
众所周知,与浅井或中深井开采相比,深井或超深井开采(以下统称为“深井开采”)这一特殊环境将带来一系列安全问题,主要包括岩爆(rockburst)、高温、采场闭合和地震活动等,其中尤以岩爆为主要危害,国内外深井矿山开采实践表明,充填采矿法,特别是管道自流输送的胶结充填采矿法,由于充填效率高,可有效预防和控制岩爆,降低工作面温度,成为深井矿山首选采矿方法,但是充填采矿法用于深井开采环境不同于浅井,其特殊性在于:1)浅井开采地压显现以岩石片帮、顶板岩石表面剥落和破坏为主要特征,即使发生岩爆其规模和破坏性都非常有限。
而深井开采,原岩应力高,岩石的应变能高度聚集,并在瞬间成爆炸性释放,其破坏性极为剧烈,并可能导致地震活动,因此充填体的主要功能将是阻止或减缓这种能量瞬间的释放,这就对充填体性质和质量有更高的要求,因此通过充填体质量的有效控制,可以达成低成本、高质量构筑深井充填体的目标;2)在浅井开采中,充填料管道自流充填系统应用最为广泛,但由于浅部开采充填倍线一般变化为4~8,因此充填料浆的输送质量浓度受到很大限制,一般变化在65~72%,这使得充填料浆进入采场后,脱水量大、水泥离析严重、充填体固结慢、强度偏低、充填质量不高。
采矿工程中充填技术的应用摘要:随着现代化建设的快速发展,人们对矿产资源的需求量日益增大,我国已进入矿产资源消耗的高峰期,而采矿行业将面临深部开采,同时也将面临地压冲击、地表下沉、塌陷等地质灾害和生态环境等问题;人们越来越认识到加强矿山环保建设和矿产资源综合利用的重要性。
因此,企业通过不断的创新来提高矿产开采的质量和效率。
为了进一步促进企业的可持续发展,企业必须重视生产过程中的资源浪费问题并加以改善。
为了解决这一工作中的问题,充填采矿技术在地下开采中得到了充分的运用。
关键词:采矿工程;充填;技术1 充填采矿技术1.1充填采矿法充填采矿法是随着回采工作面的推进,逐步利用充填材料充填采空区的一种采矿方法。
有时还用支架与充填材料想配合,以维护采空区,称支架充填采矿法。
充填采矿法主要是利用所形成的充填体,进行地压管理,以控制围岩崩落和地表下沉,并为回采工作创造便利条件。
有时还用来预防自燃性矿石的内因火灾。
1.2充填采矿技术在现代矿产体系中,充填采矿技术主要分为两大部分,分别为采矿和充填。
采矿主要是研究各类矿石在不同赋存条件下,在安全生产的前提下,尽量选用生产效率高,经济效益好的方法进行回采。
充填主要解决的是开采过程中的地压问题,最主要形式是利用充填材料将采空区进行填充,以便于进一步降低矿采对于山体生态环境的破坏。
在实际应用充填采矿技术的过程中,可以有效保护地表环境与地层环境,及时回收矿产资源,特别是以先进技术与设备和相关材料为基础的充填采矿法能够适用于各种复杂环境,促进采矿水平的不断增强,在开采贵重金属和稀有金属时也能够得到良好的效果。
2 充填采矿技术在矿山开采中的优势2.1 降排增效选厂排放的尾砂,经过浓缩后泵送至井下充填制备站的砂仓内,添加化学试剂沉降后形成砂浆,最后添加水泥搅拌制成充填材料。
用于充填采空区,解决了尾砂排放的难题,降低环境污染的同时也节省了充填材料,使得采矿业绿色环保。
2.2 地表下沉控制优秀传统开采技术中的应力分布混乱,所以也严重削弱了山体结构的稳定性。
多源煤基固废绿色充填基础理论与技术体系杨科;赵新元;何祥;魏祯【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2022(47)12【摘要】煤炭开采、发电、煤化工等工业中产生的煤基固废存量大、增量多、利用率低已成为制约宁夏宁东基地绿色低碳、高质量发展的瓶颈。
井下绿色充填是无害化、资源化、规模化处置利用多源煤基固废的有效途径。
以宁夏宁东基地为试验区,分析了多源煤基固废的污染风险、理化性质和多重属性,系统阐述了煤基固废用于井下充填的基础理论和技术体系。
研究表明:(1)煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏等污染性和理化性质符合填埋标准(GB 18599—2020),气化渣、炉底渣等固废的部分重金属质量分数超过筛选值,可采取技术措施降低潜在污染风险,多源煤基固废可用于井下绿色充填。
(2)煤基固废用于井下充填的基础理论包括绿色充填可行性评价、煤基固废充填材料性能、充填材料与环境多场耦合机理、多层位立体充填机制。
(3)多源煤基固废井下绿色充填技术体系主要包括煤矸石源头减量精准开采技术、井下采选充协同技术、煤基固废重金属吸附与络合钝化技术、多源煤基固废充填材料制备技术、充填材料长距离管道输送技术、充填全过程智能监测技术等。
最后,根据宁东基地任家庄矿地质条件,提出并实施了超前钻孔注充低位充填,展望了集成活性粉体制备、高值建材研发、生态修复治理、井下绿色充填等煤基固废多产业链接协同利用新模式。
【总页数】16页(P4201-4216)【作者】杨科;赵新元;何祥;魏祯【作者单位】安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室;合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)【正文语种】中文【中图分类】TD823.7【相关文献】1.煤基固废制备充填材料配比优化试验研究2.2019全国煤矸石等煤基固废综合利用技术交流大会暨绿色建材与建筑全产业链协同发展战略高峰论坛在鹤壁召开3.煤基固废充填材料配比试验研究4.煤基固废充填开采技术研究进展与展望5.CO_(2)矿化煤基固废制备保水开采负碳充填材料试验研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
面部填充术的理论和临床应用北京大学第三医院谢祥一、概述影响面部容貌美的两个基本因素是颅面骨构成的骨性框架和皮肤、皮下脂肪等面部软组织。
颅面骨是构成面部形态轮廓的基本因素,起着决定性作用,受遗传因素的影响也是比较明显。
皮下脂肪量的分布差异与面部骨骼轮廓一起构成了面部脸型的变化,也是面部填充年轻化的基础。
多脂肪区的适度凸起,渐向少脂肪区和无脂肪区的适度凹陷,构成了脸型曲线高低起伏、质地饱满的动态美感曲线。
面部皮下脂肪的分布有较大差异,可以分为多脂肪区、少脂肪区和无脂肪区。
多脂肪区位于颊部和颌下区,是面部脂肪抽吸的区域,少脂肪区包括颞区和耳垂下、乳突下。
无脂肪区位于口轮匝肌、耳前表面及鼻背。
鼻唇沟是面中部多脂肪区和无脂肪区的分界线。
鼻唇沟外上方是多脂肪区,内下方是无脂肪区。
随着面部的老化,各脂肪区在位置和容量上都发生着变化。
通过填充和抽吸可以明显改善面部老化。
脂肪注射补充了脂肪区缺失的容量,同时使各个脂肪区回复到应有的美学位置。
面部脂肪蓬松可以提升到额部、鼻根、鼻背、鼻唇沟、嘴唇,可以做脂肪填充,这些地方都有不同的凹陷。
还有一些脂肪量减少的也可以做脂肪填充。
面部填充在很多人眼里是操作简单、无创伤、无风险、恢复极快的美容手段。
有人甚至称之为“午餐美容”。
事实却并非如此。
面部填充属于医疗操作,医务工作者不能掉以轻心。
在进行面部填充前要进行充分的准备,如常规查体和询问病史、用药史和过敏史。
在查体过程中应进行美学分析和组织缺损量评估。
术前标记出存在的任何不对称、轮廓缺陷和皮肤色斑等,这些都可能会对治疗结果产生影响。
另一项注射填充前的重要工作是评估需要进行的麻醉类型。
如果注射过程中保持舒适的状态,就不容易出现与注射治疗相关的高血压以及后期的瘀斑和肿胀。
在各种材料的注射中,脂肪注射属于创伤较大的,除了吸脂部位的创伤外,注射部位也是经常需要适当的剥离以达到更好的效果,尤其是填充瘢痕性凹陷。
这种情况要把瘢痕充分的剥离开才会有好的效果。
采矿工程中充填采矿技术及应用伊金霍洛旗东博煤炭有限责任公司摘要:随着中国综合国力的增强,以及矿井工程的广泛开展,充填科学技术水平也不断提高。
在矿山过程中应用充填工艺可提高矿山效率,保障工作的安全和平稳。
因此,对充填工程技术理论和应用加以研究,健全理论体系,增加矿井的效益,对促进矿井工作的提高和开展具有积极意义。
就采矿工程中充填技术的应用和发展趋势展开了探讨,首先剖析了填充技术的定义、优点与类型,然后再结合案例对填充技术的应用情况加以阐述,进而指出了该技术未来的发展要点,并力求为采矿业提供借鉴。
关键词:采矿技术;充填采矿工艺;应用引言以现代化经济社会为研究背景,矿山产业在开展矿山作业的过程中一方面要为开发到适应经济社会发展需要的矿产品,另一方面,要努力做到对矿产品的节约与合理使用,并尽可能减少在开发矿产品过程中所产生的资源浪费,以积极响应我国经济可持续发展战略目标。
要想做到矿山工作的科学、合理化发展,必须从矿山科技的挖掘出发,选用合理的矿山科技可以在一定水平上完成矿山业向着安全管理、循环经营目标的转变,为矿山产业的可持续发展目标作出相应贡献。
1充填采矿技术的基本概念在现代矿产系统中,充填采矿技术大致包括二大部分,即分别是填充和采矿二部分。
其中,填充部分最主要解决的是采矿过程中的环境污染冲突,最主要形式是使用废石将箱体加以填充,以便于进一步减少矿采对山体生态环境的损害。
而在矿山部分中,技术人员则对传统矿山工艺加以完善,从而把采矿活动中对山体的干扰减少至最少。
此外,这种方法和填充方面也有一定的联系,例如矿采过程中要提前预留好填充渠道,以便减少山体填充所需要的成本损耗。
同时在部分发达国家的充填采矿技术中,甚至还试图把某些可使用资源填充至山体中,以此实现“转废为宝”的利用效益。
例如在德国矿井的开采上,特殊垃圾的充填使山体可以进行发电。
可以看到,填充物的使用可以有效改善矿采污染现象的发生,或者传统为其他行业的管理创造场所。
充填相关计算公式充填是指用大量材料填充一个空间以增加其密度和稳定性的过程。
充填通常用于填充土壤、岩石和混凝土等材料。
在工程和建筑领域,充填是一种常见的施工方法,用于加固土壤、修复地基、填充模板和填充护坡。
充填计算是在进行充填工程之前,确定充填材料的数量和适当性的过程。
下面将介绍几种常见的充填计算公式和方法。
1.充填体积计算公式充填体积计算是充填计算中最基本的部分。
充填体积通常通过测量充填区域的长、宽和高来计算。
充填体积计算公式如下:充填体积=面积×高度其中,面积是充填区域的横截面面积,高度是充填的厚度或高度。
2.充填材料重量计算公式充填材料的重量计算是为了确定所需材料的数量和成本。
充填材料重量计算公式可以根据材料的密度、充填体积和含水率来计算。
公式如下:充填材料重量=充填体积×充填材料的密度×(1+含水率)其中,充填体积是通过前面的公式计算得出的充填区域的体积,充填材料的密度是指材料的干燥密度,含水率是指充填材料中的水分含量。
3.充填材料压实度计算公式充填材料压实度是指充填材料的密实程度和稳定性。
充填材料压实度计算公式可以通过测量充填材料的干燥密度和固体体积来计算。
公式如下:充填材料压实度=充填材料的干燥密度/充填材料的理论密度其中,充填材料的干燥密度是通过材料干燥后的重量和体积计算得出的,理论密度是指充填材料在理想状态下的密度。
4.充填加固计算公式充填加固是指通过施工方法和技术来增加充填材料的密度和稳定性。
充填加固计算公式可以通过测量充填材料的体积和固结比来计算。
公式如下:充填加固=充填材料体积/充填前的体积其中,充填材料体积是通过测量充填区域的体积来计算得出的,充填前的体积是指未进行充填前的土壤或岩石体积。
5.充填护坡计算公式充填护坡是指在充填施工过程中,保护和加固充填区域边缘的一种构造。
充填护坡计算公式可以通过测量护坡的长度、高度和倾斜度来计算。
公式如下:充填护坡体积=护坡长度×护坡高度×护坡倾斜度其中,护坡长度是指护坡的横截面长度,护坡高度是指护坡的垂直高度,护坡倾斜度是指护坡的倾斜角度。
《金属矿膏体充填理论与技术》
佚名
【期刊名称】《中国钨业》
【年(卷),期】2015(30)6
【摘要】随着近年来我国大型钨矿资源开发力度的增大,钨矿开采正朝规模化、自动化、绿色化的进程推进。
膏体充填在环保、安全、经济、高效方面具有明显的技术优势,在钨矿开采及其尾矿处置中具有巨大的应用前景。
《金属矿膏体充填理论
与技术》是国内首部专门论述金属矿膏体充填技术的专著,全书共分为11章,全面
系统地阐述了金属矿膏体充填理论与技术,主要包括充填材料性质、膏体主要性能、尾砂浓密脱水、膏体搅拌制备、膏体管道输送、充填过程自动控制等内容。
【总页数】1页(P20-20)
【关键词】膏体;金属矿;钨矿;充填材料;充填技术;尾砂;技术优势;资源开发力度;管道输送;工程指导
【正文语种】中文
【中图分类】TD853.34
【相关文献】
1.白音查干多金属矿全尾砂膏体充填与膏体堆存联合处置系统设计和建设 [J], 郭雷;王会来;孙学森;周积果
2.矿山充填工艺技术的发展及似膏体充填新技术 [J], 胡华;孙恒虎
3.金属矿山选矿尾砂、干渣和冶炼废渣膏体充填技术 [J], 无;
4.金属矿山膏体充填工业试验研究 [J], 包东程; 韩春雨; 刘明君; 杜永亮; 陈东
5.废碴充填及尾砂膏体胶结充填技术在某萤石矿采空区治理的应用 [J], 查裕波; 谢炫蓉; 童友彬; 笪良霞
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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:二、新型充填技术1、全尾砂充填国内外全尾砂充填的现状及评述选矿尾砂历来是矿山充填的首选材料。
将尾砂充填于井下不但可提高矿石回收率,防止矿山上覆岩层崩落及地表塌陷从而保护矿区地表,还可大幅度减少尾矿堆放占地及减轻或消除尾矿库等遗留的安全隐患。
国内外广泛运用的充填方式是分级尾砂充填,即将选厂尾砂(总尾或全尾砂)进行分级,粗颗粒用于井下充填,而细颗粒则排放至尾矿库。
该种充填方式虽可使充填料渗透系数满足生产技术要求,但细颗粒尾砂未能得到利用,且细颗粒尾砂堆存困难,尾矿库建设要求高,在尾砂产率较低或磨矿细度小的条件下,尾矿充填利用率低,还需用其它材料(如河砂、山砂、棒磨砂、戈壁集料等)进行补充。
全尾砂充填则不对尾砂进行分级而充入井下,从而可避免尾砂分级所带来的上述问题。
在尾砂产率较高的高品位铁矿山、多金属共存的铅锌矿山等,选矿尾砂可全部充入井下,从而可不设尾矿库而实现尾废“零排放”。
高质量的全尾砂充填能给采矿作业提供良好的作业条件,能有效地保护矿区地表及周边环境,矿山整体技术经济效益高,社会环境效益好,所以越来越受到矿山企业的重视和运用。
可以预见,随着对矿产资源不可再生的认识加深及对环境保护的要求越来越严格,全尾砂充填在金属矿山的运用将越来越普遍。
由于全尾砂含有细颗粒,与分级尾砂充填相比,技术要求更高,其突出的特点是必须提高充填料浆浓度,否则充填料浆充入采空区后,细粒级尾砂将悬浮于充填体表面,凝固缓慢;充填体渗透性差,充填料浆脱水困难,若溢流脱水,则大量细颗粒及水泥将涌入井下巷道,造成巷道污染;充填料浆离析造成充填质量差,给采矿作业带来困难。
所以,当采用全尾砂充填时,必须实现高浓度,以避免充填料浆的离析及跑浆现象。
为了提高全尾砂充填料浆浓度,国内外进行了大量的研究,目前应用最为广泛的充填工艺是对全尾砂进行浓密-过滤两段脱水,使全尾砂滤饼含水率降至10%~12%或更低,全尾砂滤饼经计量后供料给强制搅拌机,在搅拌机中添加水泥、其它充填集料及浓度调节后,搅拌制备成膏体充填料,然后用液压双缸活塞泵加压或通过自然压头经充填钻孔及井下管网输送至井下进行充填。
2、全尾砂充填技术全尾砂结构流体胶结充填是指采用选矿全尾砂作为主要充填集料,以水泥或水泥代用品为胶结剂,充填料中-20μm颗粒含量不低于15%~20%;充填料浆坍落度为23~25cm;充填料浆在管道及采场中呈结构流动;充填料浆在采场空区中不产生离析脱水;充填料流平性好,坡积角小于3°~5°;凝固硬化后充填体整体性及均匀性好,充填体强度满足采矿方法要求的一种充填方式。
(1)全尾砂和胶结剂的充填料粒级组成含有15%~20%以上的-20μm极细颗粒。
在管道输送过程中,极细颗粒在压力作用下而趋于管壁,在管壁形成润滑层,从而一方面减轻管壁磨损,另一方面可降低管道输送阻力,给料浆的顺利输送创造条件。
(2)充填料浆坍落度为23~25cm。
膏体充填一般设定坍落度为15~23cm。
实验室试验及理论分析计算表明,坍落度小于22cm时,充填料浆流动阻力较大,在充填倍线较小的条件下(<2~3)难于实现自流输送,而需采用泵压输送。
坍落度小,充填料各组分特别是全尾砂浓密-过滤、计量供料工艺复杂,充填料制备难度较大。
而将充填料浆坍落度提高至23~25cm,可使充填料浆制备输送工艺大为简化,从而使充填更易于实施。
(3)充填料浆在管道及采场中呈结构流动。
即充填料浆在管道及采场中流动的过程中粗细颗粒之间不存在速度梯度,而呈整体结构流动。
当充填料浆坍落度小于25cm时,自身即具有初始抗剪力τ0,由于τ0的存在,充填料浆在管道中可实现低速满管流,静止一段时间不会产生离析现象,短时间静止后还可重新启动而不产生堵管,这与分级尾砂充填料浆的两相流管道输送具有本质的区别。
(4)充填料浆在采场中不产生离析脱水现象。
呈结构流性态的充填料浆自身可不脱水,加之可实现低流速管道输送,充填前不需引管水而只用少量水润滑管道,充填结束只需2~3m3水即可冲洗管道,从而可使水的影响减小到最低限度。
整个充填作业可使充填料浆在采场中不产生离析及脱水现象。
少量泌水及洗管水可通过充填体自身吸收和采场围岩裂隙渗透,采场中不存在积水,更不会产生溢流等现象,从而使采场及井下巷道作业条件大为改善。
(5)充填体平整性好。
由于充填料浆流平性好,坡积角小于3°~5°,所以充填料浆凝固硬化后平整性好,这一方面可大为改善采场作业条件,有利于减少矿石损失贫化,另一方面有利于长条形采场的充填作业,更有利于各类采场空区充填接顶。
(6)充填体整体性好,充填质量高。
由于充填料浆在采场中呈结构流动,不存在离析分层现象,所以充填体整体性好,质量均匀,通过调整灰砂比可获得不同强度的充填体,从而满足不同采矿方法或充填部位的技术要求。
2、块石胶结充填国外块石胶结充填已有多年的历史,块石胶结充填技术在国外一些矿山用作空场法嗣后充填。
该方法从70年代在澳大利亚艺特艾萨矿的大规模试验取得成功后,即在许多国家得到了全面的发展,如加拿大的基德克里克矿和吉科矿、前苏联捷格佳尔斯克矿等。
国内大厂铜坑矿、新桥硫铁矿于90年代初期率先试验成功了块石砂浆胶结充填技术,随后红透山铜矿、鱼儿山金矿、金山金矿、东沟坝金矿、济钢张马屯铁矿等也都相继采用了该项技术。
该技术是根据混凝土理论,在废石干式充填和砂浆胶结充填基础上发展起来的一种新型充填工艺。
它的实质是利用块石或井下掘进废石或将一定量的粗骨料和胶结料浆混合作为充填骨料,水泥砂浆填充块石间隙将其胶结成一个整体,充填于采场或采空区,并使之成为胶结整体,以控制矿山地压、防止地表塌陷。
它可分为嗣后充填和分层充填两大类。
3、膏体泵送充填传统的水力充填工艺,料浆浓度很难提高到700,6以上,且通常需要对尾砂进行分级脱泥,其结果是充填尾砂的利用率低,充入采场后的充填体需脱水。
脱水时会带走充填料中的水泥,造成水泥流失,削弱充填体的强度,且造成井下严重污染。
提高充填料浆的浓度是解决这类问题的关键。
但由于受管道自流输送的限制,要想进一步提高料浆浓度,必须借助适当的设备,实现膏体充填。
膏体充填技术1979年首先由德国格隆德铅锌矿开发成功,已先后在南非几个大金矿陆续推广使用,效果良好。
这种新工艺的实质是将尾砂或其它用作充填的骨料经浓密机浓缩和真空过滤机过滤后,形成浓度达85%左右的膏体,用往复式活塞泵经管道以结构流形式压送到待充地点。
水泥的添加方式通常有两种,其一是将水泥制成砂浆后在井下泵站内添加,其二是在膏体出口前约30m 处安装一个450角的喷射头,由压风吹入干水泥,使之与膏体混合。
澳大利亚于1997年8月建成的大型矿山卡宁顿(Cannington)矿,就采用了膏体充填系统,芒特艾萨(Mount Isa)矿业公司为开采所属的3500矿体,也于1998年底建成了一个膏体充填系统;在加拿大,1992年萨德伯里地区(Sudbary)的克莱顿(Creighton)矿首先使用膏体充填技术,随后有10个金属矿山已建立或正在建设该充填系统;其他如美国、南非、德国、瑞典等国家,政府部门、大学、科研机构、矿业集团、设备制造公司等也都投入大量的人力物力研究膏体充填技术。
在我国,金川公司于1991年就建立和鉴定了膏体充填试验系统,并于1996 年正式建成了生产系统,随后武山铜矿也建成了膏体充填系统。