新一代矿山充填胶凝材料

52采矿工程M ining engineering地下矿山充填采矿方法的应用研究王安进（贵州芭田生态工程有限公司，贵州　黔南　５５０４００）摘 要：采矿规模不断扩大，对采矿技术也提出了越来越高的要求。

在地下矿山采矿工作中，充填采矿方法得到了有效应用。

能够提高采矿的安全保障，降低矿石的采矿损失率，有效控制环境污染，提高资金的利用率。

但在实际应用中充填采矿方法也存在一些问题，例如施工难度大，充填成本高等。

需要不断优化技术，解决难题，实现采矿目标。

开展本文研究工作，深入分析探究充填采矿方法的特点和优势，分析以往存在的问题，研究在地下矿山中的具体应用，以供相关工程参考。

关键词：地下矿山；充填采矿方法；应用中图分类号：ＴＤ８５３．３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）２１－００５２－３Application Research on Filling Mining Method in Underground MinesWANG An-jin（Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｂａｔｉａｎ　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｑｉａｎｎａｎ　５５０４００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｃａｌｅ　ｈａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｈｉｇｈｅｒ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｔｈｅ　ｂａｃｋｆｉｌｌ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｍｉｎｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ．　Ｉｔ　ｃａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ，　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｌｏｓｓ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｏｒｅ，　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｆｕｎｄｓ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，　ｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｗｉｔｈ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｃｏｓｔｓ．　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｎｅｅｄｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｇｏａｌｓ．　Ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｗｏｒｋ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ，　ｃｏｎｄｕｃｔ　ｉｎ－ｄｅｐｔｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｂａｃｋｆｉｌｌ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ，　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｓｔ，　ａｎｄ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｍｉｎｅｓ　ｆｏｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｙ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Keywords: ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ　ｍｉｎｅｓ；　Ｆｉｌｌｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０９作者简介：王安进，男，生于１９９３年，汉族，贵州遵义人，本科，研究方向：采矿工程。

矿山采矿中的充填工艺及充填材料季伟【摘要】充填是采矿法中的生产工序,煤矿的充填包括对充填的材料进行选择,对充填的混合料其配比进行优化、料浆的制作与运输、充填的技术与保证充填技术质量等很多环节.其中任何一个环节产生问题都会引起特别严重的后果,并造成资源的浪费,甚至会引发重大的安全事故.这篇文章对充填工艺与材料以及其基本的参数进行了阐释,以期起到一定的参者作用.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】2页(P76-77)【关键词】采矿;充填工艺;充填材料【作者】季伟【作者单位】南华大学,湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】TD85水砂充填法∶水砂充填的工艺是把充填的骨料中添加水，把其制作成质量浓度比较低的砂浆料。

然后运用钻孔、溜槽或者管道等将其输送至充填地做充填。

在水砂的充填工艺中，水就是单纯做为载体进行物料的输送，到达采空区后，将水渗滤出去，顺着巷道的水沟进入到水仓中，最后经过排泥与排水的设备，把渗滤出来的清水及一同流淌出来的细泥进行地表的排放。

干式充填法∶我们国家最早在二十世纪的五十年代，就运用了废石的干式充填，这种工艺是以处理废物的目的开展的。

因为这种方法的效率比较低，而且劳动强度巨大且生产能力小，无法对采矿中的强充、强出、强采等生产进行有效满足。

所以，目前我们国家干式充填法的利用比率已经逐渐下降。

胶结充填法∶二十世纪的六十到七十年代，我们国家开始研发与采用胶结充填的方法，这种充填法是把骨料、水及胶凝材料——水泥进行混合，制成浓度比较高的浆料，采用管道、钻孔、自流或者加压等方式运输到待充填地进行充填。

经过一段时间的养护，充入采场的水泥砂浆已经变成了固化体可以控制地压。

水在胶结充填当中也是做为载体进行物料的输送。

伴随着科学技术的快速发展，与我们国家的发展战略目标对环境的愈发重视，矿山所采用的充填料已经从原来的河沙、细石、山沙或人工沙石向炉渣、尾砂及粉煤灰等工业的废料转变。

高水充填材料高水充填材料，又称高水泥胶凝材料或高水灰凝材料，指的是与混凝土中的水水化反应并形成胶凝物质的材料。

与传统的水泥不同，高水充填材料的水灰比一般大于1，因此在混凝土中能产生较高的水化反应，形成更多的胶凝物质，提高混凝土的强度和密实性。

在建筑施工、地下工程、水电工程以及船舶修造等方面有着广泛应用。

高水充填材料的主要成分包括活性矿物材料、碳化材料和水泥等组成，其中活性矿物材料一般为矿渣粉、硅灰、石灰石粉等，碳化材料一般为硅溶胶、有机酸碳化石等。

高水充填材料的制备一般分为两个步骤，首先将活性矿物材料与水泥进行脱碳反应，然后将碳化材料与脱碳产物进行反应，最终形成高水充填材料。

高水充填材料具有很多优点。

首先，它可以减少混凝土中的孔隙率，提高混凝土的密实性，从而提高混凝土的强度和耐久性。

其次，由于高水充填材料含有较多的活性矿物材料，使得混凝土的早期强度和晚期强度均有所提高。

此外，高水充填材料还具有良好的流动性和自流体性，可以提高混凝土的施工性能，方便施工过程中的充填和振实。

在实际应用中，高水充填材料可以用于地下工程中的充填和加固，可以填补地下工程中的空洞和裂缝，提高地下工程的稳定性和承载力。

此外，高水充填材料还可以用于水电工程中的淤泥固化，可以将水生沉积物作为高水充填材料的原料，通过反应生成胶凝物质，从而提高淤泥的固化效果。

另外，高水充填材料还可以用于船舶修造中的舱壁充填，可以填补船舶内部的空间，提高船舶的结构稳定性和航行安全性。

总之，高水充填材料作为一种新型的胶凝材料，在建筑施工、地下工程、水电工程以及船舶修造等领域具有广泛的应用前景。

通过调整配比和制备工艺，可以根据不同的工程要求和材料特性，生产出不同性能的高水充填材料，满足工程实际需求。

同时，还需要进一步研究和探索高水充填材料的性能和应用，提高其实用性和经济性，推动其在实际工程中的应用。

充填技术发展历程图矿山充填技术是为了满足采矿工业的需要发展起来的，其发展有近百年的历史。

然而，真正的矿山充填方面取得较大的进展，在国外是近60年以来的事，而在我国则是近40以来的事。

国内外矿山充填技术的发展均经历了4个发展阶段：第一阶段：国外在20世纪40年代以前，以处理废弃物为目的，在完全不了解充填物料性质和使用效果的情况下，将矿石废料送进井下采空区。

如澳大利亚的塔斯马尼亚芒特莱尔矿和北莱尔矿在20世纪初进行的废石干式充填。

[16]国内在20世纪50年代以前，均是以处理废弃物为目的的废石干式充填工艺。

废石干式充填采矿法曾在50年代初期成为我国主要的采矿方法之一，1955年在有色金属矿床地下开采中占38.2﹪，在黑色金属矿床地下开采中竟达到54.8﹪。

第二阶段：20世纪40~50年代，澳大利亚和加拿大等国的一些矿山开发并应用了水砂充填技术。

从此真正开始将矿山充填纳入采矿计划，成为采矿系统的一个组成部分，并且对充填料及其充填工艺开展了研究。

这一阶段主要是借助水力将尾砂充入井下采空区，充填料的输送浓度较低，一般在60﹪~70﹪，需要在采场大量脱水。

国内矿山从20世纪60年代才开始应用水砂充填工艺。

1965年在锡矿山南矿为了控制大面积地压活动，首次采用了尾砂水力充填采空区工艺，有效地减缓了地表下沉。

第三阶段：20世纪60~70年代，开始应用尾砂胶结充填技术。

代表矿山有澳大利亚的芒特艾萨矿，于60年代采用尾砂胶结充填工艺回采底柱，在这一阶段已开始深入研究充填料的性质、充填料与围岩的相互作用、充填体的稳定性和矿山充填胶凝材料。

国内初期的胶结充填均为传统的混凝土充填，其中凡口铅锌矿从1964年开始采用压气缸风力输送混凝土进行胶结充填。

在20世纪70年代至80年代，几乎被细砂胶结充填完全取代，该工艺最早在凡口铅锌矿、天然砂和棒磨砂等材料作为充填集料，胶结剂为水泥。

第四阶段：20世纪80~90年代至今，随着采矿工艺的发展，原充填工艺已不能满足回采工艺的要求和进一步降低采矿成本或环境保护的需要。

新型化学建材在煤炭行业中的应用摘要：本文主要综述了化学建材在煤炭开采领域中的应用情况。

针对煤炭开采过程中建材消耗最大的充填和灌浆领域，对相关化学建材做分类总结，简要介绍了不同种类的化学的建材研究现状和发展方向。

关键词：化学建材煤炭开采灌浆0 引言近二十年来我国经济一直保持平稳快速的增长态势，对于能源的旺盛需求促进煤炭开采业的蓬勃发展，大批的大规模、高效率的现代化矿井投产。

截至2012年，我国千万吨以上的矿井已达58座。

过快的开发速度，带来了大量安全和效率问题，仅去年一年我国煤矿就出现了3次重大安全事故。

排除人为原因，传统矿区采深加大，开采条件恶化等客观因素也是不可忽略的。

对于大断裂带、软岩、破碎围岩等复杂地质条件的治理以及水害、瓦斯的防治，传统的泥沙、水泥、木材等普通建材和施工技术已经很难适应现代安全、快速高效的煤矿生产要求。

过去应用于的隧道、桥梁、水利和市政建设的化学建材正逐渐进入煤炭开采行业，对有效解决复杂地质条件煤岩体加固、渗水和涌水快速治理、孔洞和空穴快速封闭等问题具有极强的针对性，是煤矿生产的高效性和地下工程的安全性有力的保障。

充填和灌浆作为煤炭开采行业中建材用量最大的领域，也是化学建材研究和应用最为深入广泛的领域，本文将针对这两个领域中常用的化学建材的研究应用情况和发展方向做主要介绍。

1 化学充填材料充填技术是绿色开采的重要组成部分[1-2]。

发展充填开采技术不仅可以解决煤矿开采带来的环境破坏问题，同时还能最大程度地提高“三下”压煤采出率。

充填材料强度是充填技术的核心，对充填质量的优劣、充填成本的高低以及充填开采控制地表沉陷的效果起着决定性作用，发展充填技术的关键是研究成本低廉、性能可靠的充填材料。

水泥目前仍是矿山胶结充填的主导胶凝材料。

适用于矿山胶结充填的水泥品种一般为标号325的普通水泥、矿渣水泥及火山灰质水泥，其中应用普通水泥最为广泛。

在胶结充填中，水泥材料费用一般占充填成本的60％～70％以上，因此减小水泥用量或者寻求廉价胶结剂是节约充填成本的主要途径。