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全尾砂速凝固化胶结充填新工艺的试验研究
孙恒虎;刘庆林;刘文永
【期刊名称】《有色金属》
【年(卷),期】1993(000)002
【摘要】本文叙述了一种金属矿山全尾砂速凝固化胶结充填新工艺。
该工艺使用“高水速凝固化充填材料”作固化胶结剂。
这种材料分为甲乙两种,使用时,分别与
全尾砂浆制成两种浓度分别为30％、70％的充填料浆输送到井下,经混合器混合后充入采场,在2小时内,不用脱水便可以凝结为固态充填体,8小时后便可以上设备作业。
新工艺的试验成功解决了胶结充填作业中分级尾砂制浆复杂、高浓度输送困难、需井下脱水、不易平场和接顶等一系列难题。
该工艺简单、效率高、效益好。
【总页数】7页(P)
【作者】孙恒虎;刘庆林;刘文永
【作者单位】中国矿业大学北京研究生部;北京矿冶研究总院;北京矿冶研究总院;北京;100083;博士;北京;100044;高级工程师;北京;100044;工程师
【正文语种】中文
【中图分类】TD862
【相关文献】
1.铁尾矿全尾砂胶结充填固化剂及工程应用 [J], 纪宪坤;周永祥;杨建辉;邵正明;王
明远
2.关于全尾砂速凝固化充填材料性能的试验研究 [J], 孙恒虎;吴肇元
3.全尾砂速凝固化充填采矿新工艺 [J], 孙恒虎;吴肇元
4.全尾砂全水速凝胶结充填法的应用研究 [J], 冯巨恩
5.单管输送全尾砂高水速凝胶结充填在凤凰山铜矿的试验 [J], 丁国保;李承通因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
金属矿山全尾砂胶结充填胶凝材料技术要求1 范围本标准规定了金属矿山全尾砂胶结充填胶凝材料的分类和标记、组分与材料、强度等级、技术要求、试验方法、检验规则和包装、标志、运输与贮存要求。
本标准适用于金属矿山全尾砂充填胶结材料。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB50771 有色金属采矿设计规范GB175 通用硅酸盐水泥GB/T1596 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T20491 用于水泥和混凝土中的钢渣粉GB/T1345 水泥细度检验方法（筛析法）GB/T1346 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB/T 1346-2001，eqv ISO 9597:1989）GB/T2419 水泥胶砂流动度测定方法GB/T17671 水泥胶砂强度检测方法（ISO法）（GB/T17671-1999，idt ISO679:1989）GB/T2847 用于水泥中的火山灰质混合材料3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1全尾矿full tailing选矿分选作业的产物，有用目标组分含量较低而无法用于生产，且未经粒径分级的部分称为全尾矿。
33.2胶结充填backfill将选矿分选产生的尾矿砂浆，掺入适量的胶凝材料，搅拌制成胶结充填料桨，将料浆回填到采空区，胶结形成一定强度的、整体的充填体，此工艺过程称为胶结充填。
3.3胶凝材料cementing material以具有潜在水硬特性的物料、激活物料、其它功能性辅料混合制成的具有水硬性的、用于矿山胶结充填的混合材料称为胶凝材料。
3.4收缩率shrinkage ratio刚制备好的浆体体积与浆体固化脱模后的体积差与原体积的比。
3.5坍落度slump坍落度是指充填浆体的和易性，具体来说就是充填浆体的保水性、流动性和粘聚性的综合表现形式。
尾矿回填工艺方法—尾矿库处理方案—尾矿胶结充填搅拌桶（又叫搅拌槽）是矿山机械选矿行业中浮选生产工艺中不可缺少的设备，在现代尾矿处理和尾矿回填作业中也发挥巨大作用，适用于水、砂和水泥的混合搅拌，也可用于其他高浓度浆料的搅拌，矿山、化工、建筑施工等部门均可使用.根据用途不同，可将其分为矿浆搅拌桶（高浓度搅拌槽）、搅拌储槽、提升搅拌桶和药剂搅拌桶4种.矿山采空区、尾矿库整治的必要性：我国许多矿山都存在大量的采空区,采空区则利用采矿时留下的矿柱对采空区的顶板实施支护,多年以后矿柱因变形、冒顶、透水、地震等因素崩塌造成地表沉陷、大面积冒落和岩移、山体滑坡、房屋陷落、农田损毁等严重后果，严重威胁人民生命、财产安全。
矿物开采过程中产生的尾矿砂不断地被吹到周边地区，导致该地区的空气粉尘污染、土壤污染、土地退化、植被破坏等，对周边的生态环境造成了严重的不良影响，有时甚至直接威胁到人畜的生存。
不但对环境污染严重，而且造成了资源的极大浪费。
如何避免上述的事故发生，只有采取尾矿充填采空区技术，将以前和现在形成的采空区用全尾矿胶结等方式充填到采空区里,一举两得，以减轻地表沉陷，减少尾矿地面排放对环境的污染与破坏.分级尾砂充填工艺：分级尾砂充填工艺是对尾砂先进行分级脱泥处理,这样使得充填体料浆进入采场更迅速地脱水，充填体的强度也可以得到明显的提高,因此，分级尾砂充填工艺已被国内外矿山广泛应用，但此工艺造成了充填骨料的来源不足，同时生产出来的细泥尾砂给堆坝增加了难度,提高了尾矿库的建设成本。
全尾砂胶结充填工艺：全尾砂胶结充填工艺是以没有进行分级脱泥的全粒级尾砂作为充填骨料，与一定比例的胶结材料和水通过高浓度矿浆搅拌桶混合均匀搅拌后充入井下采空区的一种充填方式.随着技术经济的发展,推广全尾砂胶结充填作为一种新型高效的充填方式,最大限度的利用尾矿资源,以减少对环境的污染和资源的浪费。
全尾砂胶结充填工艺是充分利用尾矿资源,实现矿山无废开采，同时也是将尾砂视为一种远景资源储存于井下，待将来技术经济成熟再对其进行二次开发利用来满足国民经济发展的需要,是现代采矿工业中一项有利于矿业可持续发展的新技术.河南省荥阳市矿山机械制造厂,简称“荥矿机器”.在选矿设备行业中，药剂搅拌桶，高浓度矿浆搅拌桶等是荥矿机器的主打产品，多年来始终坚持“以技术求发展、以质量求生存、以售后求品牌"的发展战略。
尾矿胶结充填施工组织设计方案尾矿胶结充填施工组织设计方案？听起来就有点“硬核”，是不是？但说实话，这个事情并不复杂，咱们从头到尾一步一步说清楚，大家也能看得明白，心里有数。
说白了，这就是一个让矿山开采后，遗留下来的那些“废料”——尾矿，变得有用的过程。
咋样？有点意思吧！不过呢，搞清楚这些东西可不是儿戏。
今天咱们就来聊聊怎么把这些尾矿“变废为宝”，通过胶结充填的方式，既能保障矿山的安全，又能减少对环境的污染。
得知道尾矿是什么。
简单来说，就是矿石经过一番加工后，剩下的那些杂七杂八的东西。
有些矿山开采的比较深，底下的矿层也比较复杂，尾矿就像个“沉淀物”，没什么用，可又没法随便扔。
要不然，时间一长，矿山塌方怎么办？所以啊，尾矿充填就显得尤为重要。
就像家里堆了一堆杂物，总得有个地方存放，不能随便乱丢吧！这时候，尾矿胶结充填就登场了，它能把尾矿填充到矿坑里，让矿山更稳定，避免土石流啥的灾难发生。
那接下来呢，咱们得规划好充填的方案。
这就像是给一个大工程做“策划书”，得考虑的东西多着呢。
咱们要搞清楚尾矿的来源、性质。
你想啊，尾矿并不是所有的都一样，有些松散，有些坚硬，还有些含水量特别大，直接泼上去就成“泥巴汤”。
所以得根据尾矿的不同性质，选择合适的胶结材料，最好是让这些尾矿变得“结实”一点，像硬币一样能撑得住。
就算是泥巴，也得给它加点“骨头”才能撑得起矿坑的重量。
要是没有做好这个环节，后期矿山一塌糊涂，那就后悔都来不及。
然后呢，就是胶结材料的选择。
这个可不简单，绝对不能马虎。
像水泥、石膏啥的，都是常见的胶结材料，至于用多少，那就得看尾矿的数量和性质了。
就像煮饭一样，米和水的比例得调好，过多过少都不行。
水泥和尾矿混合得恰到好处，能够提高充填体的强度，避免后期沉降啥的麻烦。
当尾矿和胶结材料准备好了，接下来的任务就是把它们送到矿坑里。
这过程就像一场“运输大战”。
要是直接用人工搬运，那简直是搬山倒海，根本不现实。
所以，咱们通常是用输送设备，把尾矿和胶结材料搅拌均匀后，送到指定位置。
铁矿全尾砂胶结充填技术研究摘要分级尾砂充填系前些年采矿行业特别流行的一种矿山采空区充填技术，此技术的使用以对于矿山的开采而言起到了一定的促进作用，然而它给矿山开采带来了的不利影响也是不容忽视的。
为了更好地促进矿山行业的发展，相关人员对于矿山采空区充填技术进行了深入的研究及分析，最终提出了一种新型的矿山采空区充填技术——全尾砂胶结充填技术。
本文以全尾砂胶结充填为立足点，对其作用进行了深入的分析，并以山东金鼎矿业有限责任公司王旺庄铁矿为例对全尾砂胶结充填这一技术进行了全面的介绍。
关键词铁矿；全尾砂；胶结充填；技术多年前，人们在进行矿山采空区的充填时通常采用分级尾砂充填技术。
分级尾砂充填技术即对尾砂先实施分级脱泥处理，如此充填体料浆在流入采场后便可以进行更有效的脱水，当然充填体的强度也能够得到较好地增强，所以，分级尾砂充填这一技术在西方国家矿山开采方面得到了广泛的运用，然而此技术却导致了充填材料来源不足情况的出现，而且其生产出来的细泥尾砂也加大了堆坝的难度，增大了尾矿库的创建成本。
鉴于国民经济及技术的发展，全尾砂胶结充填这一全新的矿山充填技术便登上了历史的舞台。
全尾砂胶结充填系以未实施分级脱泥的全粒级尾砂充当充填材料，和适当比例的胶结材料及水混合，再经均匀混合之后注入井下采空区的一种新型充填技术。
它的出现对于采矿行业的发展而言起到了特别大的促进作用。
此种技术可以充分利用尾矿资源，达到铁矿无废开采的目的，当然它也是一种把尾砂当成远景资源埋藏在井下的技术。
待技术经济成熟时，我们又可以对那些被埋藏于地下的尾砂进行二次开采，以促进国民经济的增长。
1 全尾砂胶结充填技术概述全尾砂胶结充填系一种以物理化学及胶体化学为前提的矿山采空区充填技术，此种技术所使用的主要原料为尾砂浆，选择好原料之后，工作人员会使用浓密机及砂仓机对原料进行沉降及脱水，然后再把全尾砂与适当比例的水泥及水充分混合在一起通过相关的机器让其形成胶结充填料，最后再将能运送至采空区进行填充。
利用尾矿制备井下胶结充填材料的研究梁志强【摘要】采用单因素试验和正交试验对硫化矿浮选全尾矿制备井下胶结充填材料配方和外加剂种类、用量进行了优化.结果表明,充填材料的最优配方为:灰砂比为0.25,水灰比为0.4,充填剂中水泥、石膏和石灰的用量比为6∶3∶1,并加入占充填剂总质量2.5％的早强剂MNC-A1,水玻璃140 g/t尾砂,充填材料浓度为70％.在此条件下,所制得的充填材料3d的抗压强度达到了1.668MPa,可满足矿井下充填材料抗压强度大于1 MPa的要求.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P69-72)【关键词】全尾矿;胶结充填;胶结材料;正交试验【作者】梁志强【作者单位】中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院【正文语种】中文随着工业化的迅速发展和对矿产品需求的大幅增加，矿业开发规模随之加大，尾矿的排放、堆积量越来越大。
目前我国仅有少量尾矿实现了资源再利用，大多数尾矿排入地势低洼处存放，不但占用大量土地，破坏生态环境，还可能引发尾矿坝溃坝事故，危害下游群众的生命财产安全。
尾矿长期存放还会引发环境地质问题：损毁土地，破坏植被；诱发滑坡，泥石流等地质灾害［1］。
尾矿中的有关成分和残留的选矿药剂也会对大气和水造成严重污染［2］，并导致土壤退化、植被破坏甚至直接危害人畜的生命安全。
因此，无论从环境、安全还是经济利益的角度来看，尾矿的综合利用不但重要，并且迫在眉睫。
采空区充填是直接利用尾矿的最有效途径之一。
我国充填工艺和技术的发展，经历了废石干式充填、分级尾矿水力砂充填、碎石水力充填、混凝土胶结充填、尾砂和细砂胶结充填的发展过程。
传统的尾矿充填多采用分级脱泥尾砂作为胶结充填的主要骨料，尾砂利用率一般只有50％左右。
为了提高尾砂利用率，20世纪70年代以来，研究了利用不分级脱泥的细粒级物料的全尾砂作惰性充填材料的胶结充填工艺。
中国、德国、南非、美国、加拿大、哈萨克斯坦、奥地利等国采用不同的工艺先后实现了全尾砂高浓度胶结充填［3-4］。
尾矿回填-全尾砂胶结充填工艺矿山机械选矿厂家尾矿库已到服务年限，如果不对尾矿做科学的综合治理方案，势必超期服役。
并且，随着尾矿量不断增加，建立新的尾矿库已势在必行，新的尾矿库的建立需要占用大量的农林用地。
一个年产20万吨铅锌矿的选矿厂，建一座尾矿库需占地800～1000亩(1亩=667㎡)，能够维持10～15年生产之用。
由于土地资源越来越紧张，征地费用越来越高，导致尾矿库的基建投资占整个采选企业费用的比例越来越大，且尾矿库的维护也需消耗大量的资金。
每年的营运费用高达100万元之多，因此，实施尾矿综合开发治理，减少尾矿库投入成本，是企业降低经济负担，提高经济效益的需要。
目前在我国应用的充填工艺主要有全尾砂胶结充填、分级尾砂充填、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、少量的天然砂胶结充填和干式充填。
全尾砂胶结充填是充分利用尾矿资源，实现矿山无废开采，同时也是将尾砂视为一种远景资源储存于井下，待将来技术经济成熟再对其进行二次开发利用来满足国民经济发展的需要，是现代采矿工业中一项有利于矿业可持续发展的新技术。
一、全尾砂胶结充填工艺：全尾砂胶结充填工艺是以物理化学和胶体化学的理论为基础，直接采用选厂尾砂浆，经浓密机和砂仓沉降脱水，将全尾砂与一定比例的水泥和水通过双轴叶片式搅拌机和高速活化搅拌机合成均质的胶结充填料，利用管道将充填料充入采场。
尾砂流量，水泥流量，加水量以及合成充填体料浆的浓度等参数由自动控制系统进行控制。
二、全尾砂胶结充填系统：全尾砂胶结充填系统主要由脱水系统、搅拌系统、管路输送系统和自动检测及调节系统等四部分组成的。
1、脱水系统在生产过程中一般采用浓密、沉缩两段脱水工艺，选厂全尾砂料浆经高效浓密机第一段脱水后，泵入立式砂仓进行第二次沉缩脱水，从砂仓放出料浆直接进入搅拌。
2、搅拌系统通过脱水系统排除的矿砂与一定比例的胶结材料和水通过高浓度矿浆搅拌桶，受上、下螺旋方向相反的叶轮作用，形成两股相对流动的矿流，互相冲击、搅拌而使浆料混合均匀。
井下全尾砂高浓度胶结充填脱水管比选试验侯国权;杨超;许文远;郭利杰【摘要】脱水管排水是目前充填采场脱水的主要方式,国内大部分矿山采用塑料波纹管家种刚性脱水管,存在过水面积小,滤水速度慢,不易悬挂和移动、效果较差的缺陷.某金矿采用空场嗣后兖填法开采,胶结充填空区,为了提高采场脱水效率,减小充填料浆对挡墙的压力,获得较为理想的充填效果,通过开展模型脱水试验,测定外层包裹不同目数、不同层数滤布波纹管的脱水速率、脱除水分中泥质含量,并与一种新型的PDS-3-100型柔性充填滤水管的脱水性能进行比较.试验结果表明,采用柔性充填滤水管的脱水能力为55 ～ 86.5 kg/h,高于波纹管的脱水能力,结合滤水管易于悬挂的结构优点,最终选取柔性滤水管作为矿山的充填脱水设施.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P145-147,164)【关键词】胶结充填;脱水;滤布;波纹管;柔性滤水管【作者】侯国权;杨超;许文远;郭利杰【作者单位】北京矿冶研究总院;北京矿冶研究总院;北京矿冶研究总院;北京矿冶研究总院【正文语种】中文对于采用空场嗣后充填法的矿山，由于空区的高度和容积偏大，容易发生冒落片帮事故，人员和设备一般被严禁进入空场内作业，在空区内难以架设脱水构筑物等，因此，给充填脱水带来了一些难题。
而且如果采场充填过程中大量的积水无法排出，会严重影响充填体的强度，给下一步回采作业带来安全隐患。
杨永健等[1]以东乡铜矿为例研究了链式脱水管脱水法，链式脱水管由刚性短管或柔性长管(废旧塑料管)制成；在脱水管上均匀布置脱水孔，周向每圈布置6～8个，轴向每隔50～100 mm布置一圈，脱水孔径为8～10 mm，相邻两圈脱水孔呈梅花形交错布置；钻好孔的脱水管用铁丝相连接，组成链式脱水管，然后用粗麻布将链式脱水管包扎一层，作为滤水材料；再通过悬吊铁丝放入空区,由密闭墙穿出。
这种脱水方法既可渗滤脱水，又可溢流脱水，对于细料含量少、充填浓度低的料浆脱水效果较好。
辽宁某金矿全尾砂胶结充填材料配比试验研究摘要：文章对该金矿进行了全尾砂胶结充填材料的配比试验研究，针对影响充填材料强度的因素，通过大量试验，用回归方法分析试验数据。
试验结果表明，灰料比和浓度对充填体试块抗压强度的影响显著。
根据试验结果得出的结论：相同浓度下，充填材料试块强度随不同灰料比的变化规律，不同灰料比下，强度随浓度的变化规律以及水泥耗量随浓度的变化规律，对应关系之间的拟合公式均能与实测值较好吻合，对实际工程有一定的参考价值。
关键词：胶结充填材料；灰料比；强度；回归分析1 充填方案选择与实验任务辽宁省该金矿设计生产规模为10.0万t/a，选厂目前实际处理矿石能力为500 t/d，属小型矿井，矿床为急倾斜矿床，所属矿山为地下开采金矿矿山，选矿方法为浮选法，该金矿矿石品位较低。
目前所用采矿方法主要为浅孔留矿采矿法，空区水平面积较小。
由于矿体厚度中等，倾角较陡，采用留间柱的浅孔留矿采矿法采矿，采场间有间柱相隔，上下采场间有底柱相隔，形成彼此相对独立的小采空区，且矿岩稳固性较好，采空区顶板基本维持稳定。
充填采矿法现已广泛应用于我国金属矿山的开采中。
实行采空区充填是解决矿山尾矿处置问题的有效途径，越来越受到矿业界的重视。
使用选厂全尾砂的充填方法，有利于提高矿石回收率、减少贫化率，防止采空区塌陷以及控制地表变形，减少尾砂地面排放，保护矿区及周边生态环境、防止环境污染以及各种地质灾害问题。
鉴于该金矿矿石品位较低，为节约充填成本，将尽可能减少充填胶凝材料的用量，而且矿山的充填规模较小，不适合单独建专用的胶固材料厂，只能使用市场水泥胶结，但水泥料浆容易离析，所以设计选择高浓度充填。
充填骨料采用选厂全尾砂，细粒成分较多会影响水泥的胶结强度。
此外，地面充填站距离充填钻孔约200 m，并有20 m的高差。
采空区设计为嗣后尾砂充填，近期主要是处理空区充填，因此暂不考虑矿柱回收问题，嗣后充填的强度要求为0.5 MPa，即只要固化稳定即可。
