全尾砂胶结充填技术应用和改造实施膏体充填探讨
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金属矿山全尾砂胶结充填技术的发展摘要:随着我国社会经济的快速发展和科学技术的创新,对矿产资源开发的要求越来越高,尤其是环境方面。
金属矿山选矿工艺比较多样化,主要包含三段抛尾,粗尾砂用做建筑材料、细粒级尾砂全部充填至采空区的开采技术。
为了加强环境保护力度,降低对农田的影响,需要创新出绿色、安全的开采技术,为铁矿山开采领域的持续发展奠定基础。
关键词:胶结充填;全尾砂;封堵墙;充填设备;充填体固结前言近年来,我国越来越重视环境问题,传统的表面尾矿处理方法无法彻底解决问题,需要创新出安全、有效的尾矿处理新技术,并进一步扩大技术的应用范围,利用尾矿充填采矿空区有效实施尾矿处理,其主要原理是填充尾矿填充空地,支撑两组围岩,防止岩石移动,有效控制地下压力。
总之,利用尾矿胶结充填技术处理地下采矿空区,减少了尾矿占用面积,实现了地下采矿空区和地表沉陷的有效治理。
1、全尾砂胶结充填技术工艺1.1分段回采嗣后充填法矿房和矿柱的划分分两步进行回采,先用分段空场法中的深孔回采矿房,开采后进行适当的填充,仅此一次就可以返回矿山进行无粘土填充;或者是连续回采,不进行任何的划分,矿房和矿柱两者之间一直保持连续回采,但是回采工作区受空间暴露面积的影响,如果达到一定极限值,充填采空区,重视地下压力活动的控制。
对于不同倾角、厚度的矿体结构,需要比较矿石的稳定性和规则性,否则人员不得随意进入露天场地作业。
1.2采空区的充填及时对采矿现场的矿物质进行清理,土壤清理后为采矿做好准备工作,采场内的积水,需要采取措施排净,充填管路,确保架设效果,并做好充填挡墙的砌筑工作,确保良好的照明和通风效果,仔细检查顶板的防护脚、周围围岩的稳定性,是否满足采矿的所有准备条件。
充填人员在充填之前,需要对井下仔细检查,尤其是管道泄漏问题,并仔细观察充填料浆的流量及流动效果,以此来确保巷道、溜井挡墙的安全性和稳定性。
在填充过程中,还需要根据需求严格控制填充物的起升高度,进一步确保填充墙的稳定性。
全尾砂膏体充填采矿技术现状及展望摘要:全尾砂膏体充填采矿技术是一种在矿山开采过程中广泛应用的地下采矿方法。
它以尾砂为主要原料,通过控制水分含量和添加适当的添加剂,形成一种类似浆体的充填材料,将其倒入已经开采完成的采空区,实现资源回收和矿山空间利用的双重目标。
因此,笔者将对全尾砂膏体充填采矿技术的现状进行概述,并展望其未来的发展前景。
关键词:全尾砂膏体;充填采矿技术;现状;展望引言全尾砂膏体充填采矿技术是一种将矿山尾砂通过适当的工艺处理后,以形成膏体状态,并将其回填到地下采空区的保护性采矿方法。
这种技术不仅可以最大限度地回收资源,减少矿山废弃物的排放,还能有效地控制地表沉陷和地下水位变动,提高矿山的安全和环境保护水平。
1全尾砂膏体充填采矿技术的优势第一,资源回收利用。
全尾砂膏体充填采矿技术可以将矿山尾砂通过添加适当的添加剂和控制水分含量,形成可流动的充填材料,填充到已经开采完毕的采空区。
这样可以实现对尾砂的资源回收和再利用,最大限度地减少了废弃物排放,降低了对环境的影响。
第二,空间利用率高。
采矿过程中会形成大量的采空区,在传统的不加支护或局部支护的情况下,采空区无法有效利用。
而通过全尾砂膏体充填采矿技术,可以将采空区填充起来,提高矿山空间利用率。
这对于矿山的综合利用、开发潜力的挖掘以及对土地资源的保护都具有重要意义。
第三,强化矿山安全性。
采空区的存在会对矿山的安全性产生一定的影响,如地面沉陷、坍塌等。
通过全尾砂膏体充填采矿技术,可以有效地填平采空区,减少地表沉陷和地面不稳定风险,提高矿山的整体安全性。
第四,提高开采效率。
全尾砂膏体充填采矿技术可以有效地提高开采效率。
通过填充采空区,可以减少无用开采量,减少废石开采、运输和处理的时间和成本。
充填材料还可以提供临时支撑,避免了传统支护的机械设备安装和拆除过程,减少了开采周期和延长了矿井的使用寿命。
2全尾砂膏体充填采矿技术现状2.1金属矿山全尾砂膏体充填采矿技术在金属矿山中得到了广泛应用。
全尾砂膏体充填关键技术指标标准化研究王 勇1 吴爱祥1 严 鹏2(1.北京科技大学 土木与资源工程学院;2.长春黄金研究院有限公司)摘 要:全尾砂膏体充填是绿色矿山建设的重要支撑技术之一,可以高效解决尾矿库和采空区生态安全问题。
但膏体充填关键技术指标界定尚不明确,使得该技术在应用过程中偏离初衷,达不到应有的实施效果。
根据国家标准《全尾砂膏体充填技术规范》中关键技术难题,通过文献调研、理论推导、室内实验、工程实践等手段,对膏体充填过程中的粒级组成、泌水率、塌落度、屈服应力、凝结时间、单轴抗压强度以及线缩率等多个指标进行标准化研究。
从原材料、制备、输送、固化等不同角度对全尾砂膏体关键技术指标进行规范化,为矿山企业、高校、科研院所等单位在该技术应用时提供标准化技术指导。
关键词:膏体充填,技术指标,标准研究,规范化DOI编码:10.3969/j.issn.1674-5698.2020.07.017Study on the Standardization of Key Technical Indexesof Full Tailings Paste FillingWANG Yong1 WU Ai-xiang1 YAN Peng2(1. School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing;2. Changchun Gold Research Institute Co., Ltd.)Abstract: Full tailings paste filling is one of the important supporting technologies for the construction of green mines, which can efficiently solve the ecological safety problems of tailings reservoirs and goaf. However, the definition of key technical indicators for paste filling is still unclear, which makes the technology deviate from its original intention in the application process and cannot achieve the desired implementation effect. According to the key technical problems in the national standard “Technical specification for full tailings paste filling”, through literature research, theoretical derivation, indoor experiment, engineering practice and other means, this paper makes standardization research on several indexes such as particle size composition, bleeding rate, slump, yield stress, setting time, uniaxial compressive strength and linear shrinkage rate in the paste filling process, and standardizes the key technical indexes of the full tailings paste from the perspectives of raw materials, preparation, transportation and solidification, so as to provide standardization technical guidance for mining enterprises, universities, scientific research institutes and other units in the application of the technology.Keywords: full tailings paste filling, technical index, standard research, standardization基金项目: 本文受国家重点研发计划“深部矿产资源开采理论与技术集成”(项目编号:2018YFC0603705),国家自然科学基金“全尾砂胶 结膏体固化过程热-水-力-化多场性能响应机制及协同表征”(项目编号:51804015)资助。
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。
第八届国际充填采矿会议论文全尾砂膏体充填技术及工艺流程的试验研究王方汉①姚中亮②曹维勤①摘要:南京栖霞山铅锌银矿地处风景区,是典型三下矿山,应用充填采矿已二十余年。
为不断提高充填质量,先后进行了一系列实验室及工业试验,研究分析了膏体充填技术特性与规律,并在此基础上,设计了新的全尾砂膏体充填工艺流程。
新的膏体充填系统具有工艺简便、流程短、稳定性强、运行成本低的特点,适合于在全国中小型以上地下矿山中推广应用。
关键词:全尾砂、膏体充填、试验研究、工艺流程1.概况:南京栖霞山铅锌银矿地处南京东北郊,北靠长江,南邻京沪铁路及沪宁高速公路,西邻南京新生圩外贸港口,沿江东侧有龙潭深水港集装箱码头,矿区有栖霞山铁路货运北站,交通十分便利。
矿区处于旅游胜地—栖霞山风景区脚下,与佛教胜地—栖霞寺及全国重点文物保护单位舍利塔和千佛岩仅一街之隔。
栖霞街居民密集,矿区有河流经过,矿区附近有金陵石化炼油厂、栖霞山化肥厂及江南小野田水泥厂等大型企业,属典型的“三下”矿山。
南京栖霞山矿为华东地区最大的铅锌矿床,现在保有矿石储量一千三百多万吨。
矿山现有采选能力为35万吨/年,采用平硐盲竖井开拓,上向水平分层全尾砂胶结充填法采矿。
由于处城市风景区,对地表及环境保护要求严格,矿山没有尾矿库,井下废石不出窿用于空区充填,选矿尾砂全部输送于井下采场进行充填;选矿过程采用清洁生产技术,废水经净化处理后全部回用;矿山已通过了ISO9000标准体系认证,并且在全国矿山中率先通过了ISO14001环境体系认证。
因此,矿山已实现了“零排放”无废开采。
2.全尾砂胶结充填系统及存在问题2.1现有全尾砂充填工艺流程矿山全尾砂胶结充填系统始建于上世纪八十年代末,几经改造,现采用的充填工艺流程如图一所示。
选矿全尾砂经300m3中转储砂池后由4PNJ衬胶泵输送到两个分别为800m3和880m3容积的立式砂仓中,起加速沉降作用的絮凝剂经搅拌后也添加于立式砂仓;然后全尾砂造浆放砂进搅拌桶进行一级、二级搅拌,同时,水泥则由水泥仓底部的双管螺旋给料进入立式搅拌桶。
先进的浓缩储存设备进行脱水然后存储于特制的设备中,等待使用的时候,再从设备的底部放出流到搅拌的地方,如果采取了过滤干燥技术的,那么就要经过给料设备运输至搅拌设备,在依据配比在搅拌器中添加水泥,在搅拌器中搅拌均匀后由管道输送到充填采场。
3 充填材料因为我们国家对于可持续再生发展思想的统筹指导,也是因为对环境的重视,矿山充填材料的实际使用也渐渐推广开来,对新型材料的研究使用也变成了矿山充填技术的最前沿最重要的课题之一。
目前,材料的来源还比较广泛,从原始的河砂、海砂等等逐步转向粉煤灰,尾砂等工业废料。
当前,国内外使用充填法的矿山都是依照自己本身的条件选择材料,一般选择来源广,价格低,性质稳的原料或工业废物作为填充骨料。
尾砂、风沙、废石、炉渣等等均可以做充填法使用较多的充填骨料。
4 充填料浆制作和运输技术的改进充填浆料的制作是在安装在地面的充填制备站。
制造的料浆通过运输管道输送到井下等待充填的地方实施作业。
充填作业的流程一般要经过:充填物料存储和自动给料设备,搅拌设备,加压输送设备,充填料浆输送系统和充填制备站和管道运输的PLC 控制体系构成。
4.1 充填材料储存设备和供料设备处为了满足矿山能够连续性和均匀性进行充填工作的要求,储存设备中的存储容量需要保证2~3天的量,充填骨料一般存储于储料仓,有立式砂仓用于存储湿物料。
有卧式砂仓,根据地形来建造,一般用来贮存干性物料。
水泥仓则一般建于地面,容量在1.5~2天正常水泥用量。
仓中的水泥通过罐装水泥车运送。
4.2 料浆制作搅拌装置不同填充材料依据各自配比通过给料系统进入搅拌装置中,在搅拌装置中混合搅拌均匀。
这里料浆需要搅拌得十分均匀,不然会降低充填材料的品质,降低料浆的输送效能,还有可能造成充填作业中的事故。
我们国家一般使用搅拌桶。
4.3 充填料浆加压系统充填倍数大的矿山传送压力不够大,则需要进行加压加泵输送。
细石混凝土和膏体得运输可以采用液压双缸活塞式混凝土泵。