戈壁砂和全尾砂充填骨料在金川矿山的应用研究
浅析尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术
浅析尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术摘要:本文主要集中讨论了尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术，通过理论分析和试验分析的方法，具体阐述了尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术的主要的流程步骤和方法。
关键词:尾砂；戈壁集料；胶结充填；工艺技术一、前言随着我国西部采矿事业的进步，传统的采矿填充的工艺技术已经较为落后，质量不佳，因此，分析尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术非常急迫，这是提高尾砂填充质量的一个有效途径。
二、采用戈壁集料充填的目的下向进路充填采矿法是一种自上而下顺序分层回采，分层充填，以巷道进路方式在分层的人工假顶保护下进行作业的回采方法。
因此充填的人工假顶是该采矿方法中最关键的结构，充填体的抗压强度要达到4～5MPa。
为确保生产安全顺利进行，根据阿舍勒原有成熟的戈壁集料充填工艺，井下生产实际中已运用的多点接顶成功经验，在充分参考了相关设备性能指标的基础上，阿舍勒决定在进行一系列的工艺试验和改造后，将戈壁集料胶结充填运用到下向进路采矿法中，并提出了用充填管路靠落差压力输送戈壁集料充填料的充填方案。
三、充填工业试验1、材料理论设计(一)进路下部采用1:3的灰砂比，水泥耗量为410kg/m³；(二)戈壁砂石料与分级尾砂之比为1:0.4。
(三)充填料浆浓度为75％——78％。
(四)充填体的养护时间必须大于28天才允许回采下部矿体。
2、实验室充填材料试验结论(一)阿舍勒铜矿下向进路胶结充填采矿法，采用充填管道输送充填料浆时，使用25mm戈壁筛砂较适合，它比使用5mm戈壁筛砂减少10％的水泥用量。
(二)阿舍勒铜矿下向进路胶结充填采矿法，充填料浆采用自流输送时，使用25mm以下戈壁砂石料较适合。
(三)充填管道输送充填料浆时，进路充填料灰砂比为1：3，充填体水泥耗量约为812kg／m³。
(四)戈壁筛砂与分级尾砂之比为2：1。
(五)充填料浆浓度为75％——76％。
(六)充填体的养护时间必须大于28天才允许回采下部矿体。
矿山废石全尾砂充填研究现状与发展趋势
矿山废石全尾砂充填研究现状与发展趋势王贤来;姚维信;王虎;乔登攀;程伟华;张磊【摘要】矿产资源开发过程中产生的废石、尾砂和冶炼渣,等占我国工业固体废料排放量的85％左右.大量矿山固体废料堆放地表,易造成严重污染,诱发泥石流、尾矿溃坝事故.固体废料充填工艺是解决矿山废尾排放的最有效途径.本文介绍了低浓度分级尾砂充填、全尾砂高浓度充填、膏体似膏体充填、块石胶结充填工艺的研究与应用现状,并分析了矿山废石全尾砂充填技术的研究与发展方向.%The waste rock, tailings and smelter slag in the process of the exploitation of mineral resources accounted the industrial solid wastes for about 85% in China based on traditional mining pattern. A large number of the solid waste pilled up on the ground in mine can cause serious pollutions, and may induce mudflows and tailings dam-break accidents. Undoubtedly, the solid waste backfill is the most effective way to solve the discharge of mine waste. In this paper, the present situation of research and application of several filling technology are described with regard to low-density classified tailings backfill, high-density total tailings backfill, paste and like paste backfill, as well as rock cemented backfill. Furthermore, the directions of R&D on backfill with waste rock and total tailings in underground mine were analyzed.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2011(020)009【总页数】4页(P76-79)【关键词】充填;全尾砂;废石;高浓度充填;膏体充填【作者】王贤来;姚维信;王虎;乔登攀;程伟华;张磊【作者单位】中南大学,湖南长沙410083;金川集团有限公司,甘肃金昌737100;金川集团有限公司,甘肃金昌737100;昆明理工大学,云南昆明650093;金川集团有限公司,甘肃金昌737100;昆明理工大学,云南昆明650093;昆明理工大学,云南昆明650093;昆明理工大学,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TD745+1 我国采矿废尾排放现状目前，世界矿业每年采掘出280亿t以上的矿岩。
矿山充填孔及尾砂矿充填回采技术的应用与探讨
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ Ｃｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖｉ ｅ ｗ
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Ｉ
矿 山充 填 孔 及 尾 砂 矿 充 填 回 采 技 术 的 应 用 与 探讨
商 晓燕
（ 山东 省 临朐 县砂 资 源管 理 行政 执法 局 山东 ２ ６ ２ ６ ０ ０ ） ［ 摘 要］ 现阶 段 ， 我 国 能源 需 求量 不断 增加 ， 矿 山开 采力 度 正在 逐渐 加 大 ， 在 矿 山开 采过 程 中 ， 通 常会产 生 废弃 物 ， 就 是尾 矿砂 。 许多 尾砂 在地 表堆 积 ， 严 重 危害了生态环境， 对人们生命安全、 耕地造成严重影响。 对于回采区回填， 是矿山开采的主要发展趋势。 本文主要分析矿山充填孔要求， 分析尾砂矿的填充回采技术。
第 四， 全 尾砂 充填 的综合 评价 。 选 择高速 活化搅 拌工 艺 ， 可实现 粒级 细 、 泥 化 严重 尾砂 ， 实 现不分 级而 全部 充填 ， 无需 设置 尾砂库 。 同时 ， 可及 时充填 采 空 区， 具有 良好稳 定性 、 直立性 ， 提 高抗爆破 冲击 强度 ， 代替矿 柱的控 制地压 ， 达 到 不 留矿柱开 采的 目的 ， 极 大提升 了矿石 回采率 ， 使 矿山寿命 得 以延长 ， 提 升矿 产 资 源利 用率 ， 最大 化社 会效 益 、 经济 效益 。 但 在全 尾砂 充填 时 ， 需 注意 两点 ： 其
目的 。 对 于 尾砂 充填 ， 可分 为全 尾砂 、 分 级尾 砂两种 胶结 充填方 式 。 采用分 级 填
降低采 空 区的地表沉 陷率 ， 增 加矿石 回踩率 。 笔者 根据 自身 多年 的采矿 经验 ， 主 要 分析 矿 山 充填 孔要 求 ， 分析 尾 砂矿 的填 充 回采技 术 。
对于金矿采矿中充填采矿法充填工艺的研究
对于金矿采矿中充填采矿法充填工艺的研究摘要：矿产资源是中国经济发展不可或缺的重要能源之一，目前，我国对矿产资源的开发有了更高的标准。
由于矿产资源在日常消费中不断增加，矿产资源的开发利用得到了进一步的发展。
为了满足社会对矿产资源的需求，有必要引进更多的科学技术来满足采矿的需求，在黄金矿山的采矿作业中，充填采矿技术是一种非常有效的采矿方法，已广泛应用于采矿作业中。
关键词：黄金开采；填充方法；填充技术随着社会经济的快速发展，我国人民的生活水平显著提高，当前对黄金矿产的总需求不断增加，这也给黄金开采业带来了前所未有的发展机遇。
在不稳定稀缺高品位矿石的开采过程中一般需要充填采矿法，这也是日常生活中经常使用的人工采矿方法之一，可以提高工作效率。
1、充填采矿法的主要类别1.1干填法干式充填采矿法是充填采矿技术中最早的方法，是利用矿车、风力或其他机械运输干式充填材料(如废石、砂石等)。
)来填充采空区。
20世纪50年代，我国50%以上的有色金属矿山采用干式充填采矿法。
随着充填技术的发展，干式充填法由于工艺复杂、人工需求大、作业成本高、充填时间长、生产率低，已不能满足“三强”(强采、强采、强充填)采矿生产的需要。
因此，国内干填法的比例在逐年下降。
1.2水砂填充法我国从20世纪60年代开始采用水砂充填技术，1965年首次采用尾矿水力充填技术，有效减缓了地表沉陷，取得了良好的效果。
20世纪70年代，一些矿山成功应用了尾矿水力充填技术。
自20世纪80年代以来，分级尾砂充填技术得到了广泛应用，已在60多个有色、黑色和金色矿山推广应用。
1.3胶结充填法胶结法一般采用砾石、河砂、尾矿或戈壁集料作为骨料(偶尔混有块石)，与水泥或石灰胶结材料混合形成浆体或膏体，再通过管道泵送或重力自流输送至填筑区。
随着材料的发展，目前胶结材料的种类和品种是多种多样的，而且随着外加剂的多样化，胶体、浆体或膏体的成分也变得更加复杂多样，而且随着浆体泵送技术的发展，胶结充填得到了广泛的应用。
全尾砂膏体充填采矿技术现状及展望
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。
211172535_上向充填采矿法在金矿开采中的应用与探索
M ine engineering矿山工程上向充填采矿法在金矿开采中的应用与探索高 伟摘要：在市场经济发展中，对各类矿产资源需求量日益增长，促使各类矿产资源都在加大开采力度，扩大市场供给量。
而金矿是非常重要的贵金属资源，是国家重要战略资源和货币基础，对我国国民经济发展起着重大作用，有利于全面提升国家综合国力，增强全球市场竞争优势。
在《中国黄金行业“十四五”发展规划》中，全面要求国内矿山开采企业，要更好地保障市场需求和自身企业持续发展的目标，对当前金矿开采方法进行优化调整，有效推动我国金矿行业的发展。
对于金矿开采过程而言，采矿方法的合理选择和使用，既会影响到采矿工艺和机械设备选择、劳动生产率及采矿成本高低等，还会影响到采矿作业安全性高低及地下矿山采矿损失贫化等。
为确保金矿资源开采安全，实现高效率开采目标，应当结合金矿赋存特点，科学合理选择采矿方法，明确机械设备和工艺使用，有效保障采矿方案合理性。
而上向充填采矿法，是当前人工开采作业支护中使用的主要方法，能够在开采过程中对采空区进行充填，降低开采作业对地面及开采人员产生的影响，有利于降低地质灾害发生概况，有效解决采矿矿压问题，以此保证金矿开采工作效率提升，以此实现我国金矿企业高速发展目标。
关键词：上向充填采矿法；矿山工程；健康发展在新时代中，社会经济在持续发展，物质生活基本保障，人们可支配收入增多，对生活品质有更高要求，特别是对贵金属物品需求更大。
其中，黄金作为贵金属的主要构成部分，和国家货币间有着密切联系，是现代国家非常重要的战略物资，有利于实现综合国力增强。
但是，从我国金矿开采情况而言，大部分金矿开采效率不高，虽然有众多金矿资源陆续发现，但是金矿开采过程非常困难，产量提升难度较大，无法满足市场经济发展的需求。
基于这种情况下，我国金矿开采技术需要得到创新发展，加快新技术的研发和应用，才能更好地提升金矿开采水平，也可以满足市场消费者对金矿产品的需求。
全尾砂-戈壁集料胶结充填技术应用与设备改造
关键词
胶 结充填
磨损
堵管
改造
１ 概 述
新疆 阿舍 勒铜业 股 份 有 限公 司 ， 处新 疆 维吾 尔 地
１ ０ｍｍ， ０ 壁厚 为 １ ０ｍｍ 的钢扁 复合 管 。
２ ３ 充 填 站 操 作 参 数 ．
自治 区哈 巴河 县 境 内 ， 距 县 城 ３ ｍ， 舍 勒 铜 矿 南 １ｋ 阿 床 属 火 山喷发沉 积 成 因 的 大 型 黄 铁 矿 铜 锌 多 金 属 矿
２０ ０ ４年 １ Ｏ月 正 式 生 产 以来 ， ２ ０ 至 ０６年 上 半 年
已形 成 稳定 的 ３ ５ ０ｔｄ矿石 生产 的采选 处理 规 模 ， ０ ／ 年利 润 总额超 亿元 。铜 矿 首 采 采 区 分 为 ７ ５ｍ 分 段 ７ 下 向分层 充填 采矿 ，５ 中段 以上矿 体 为分 段 空场 ６ ０ｍ 嗣后 充填采 矿 ，０ 中段 以上 矿 体为 大直 径 深孔 空 ５ ０ｍ 场嗣 后充填 采 矿法 。
质量 要 求 比较 高 ， 填 工 作 量 大 ， 设 计 为 戈 壁 集 料 胶 结 充 填 与 戈 壁 集 料 和尾 砂 非胶 结 充 填 ， 充 原 由于 戈 壁 集料 胶 结 充 填 时 浓 度 较 低 的 条 件 下 易 引
起料浆离析并增加管道磨损 ， 开始 下料 时容易产生堵管 ， 过长沙矿山研 究院的实验与研究 ， 经 采用戈 壁集料 和全尾 砂胶结充填 ， 才取得满意生
２ 充填工艺系统
２ １ 充填 集料 流程 ．
Ｉ ０ 充填站 配 置在 已建 设施 工 的基 础上 适 当调 整 ， 主 控制 二 段 ＡＴＤ— ＡＩ￣７ ０搅 拌 机 的充 填 料 浆 的料 高 Ｔ ６ ０ 把 要 由全 尾砂 供料 线 、 戈壁 集 料供 料线 、 泥 供料 线 、 水 水 位 ， 于 Ａ Ｄ ０ 搅 拌机 出料 口， 水 泥粉尘 密封 在 供 料线 、 搅拌 制备 及输 送 等子 系 统组 成 。 ２ ２ 充填料 制 备及输 送 ． 混料仓 与 Ａ ＤＩ６０搅 拌 机 中， 一 部分 水 泥 沉 积 到 Ｔ （ ０ ） 使 料浆 中 ， 另一部 分浓度 较稀 的水 泥粉尘 ， 由安装 在混料
全尾砂胶结充填技术在金属矿山的应用
全尾砂胶结充填技术在金属矿山的应用发布时间：2021-07-08T06:03:21.182Z 来源：《防护工程》2021年7期作者：张涛[导读] 在空场法作业开采的过程中，主要通过剩下矿柱来完成矿体的支撑，但是在时间逐步推移的情况下，随着环境与地质的变化，矿柱有可能受外部因素的影响产生不同程度的崩塌或者透水、地震等灾害，如果情况严重，还会造成部分区域地表凹陷、房屋陷落等情况，后果不堪设想。
本文主要分析研究全尾砂胶结充填技术的现状，并且探讨其在金属矿山的具体应用，以供参考。
张涛福建龙岩朴原建设工程有限公司福建省龙岩市 364000摘要：在空场法作业开采的过程中，主要通过剩下矿柱来完成矿体的支撑，但是在时间逐步推移的情况下，随着环境与地质的变化，矿柱有可能受外部因素的影响产生不同程度的崩塌或者透水、地震等灾害，如果情况严重，还会造成部分区域地表凹陷、房屋陷落等情况，后果不堪设想。
本文主要分析研究全尾砂胶结充填技术的现状，并且探讨其在金属矿山的具体应用，以供参考。
关键词：全尾砂胶结充填技术；金属矿山；应用1 全尾砂胶结充填技术介绍全尾砂胶结充填工艺应用非常广泛，主要是通过理化学和胶体化学的理论，使用厂尾砂浆通过浓密机和砂仓沉降脱水，逐步拌和全尾砂，将其与水泥和水通过双轴叶片式搅拌机和高速活化搅拌机等设备逐步合成，产生均质的胶结充填料，在实践中通过管道将充填料逐步充入到采场当中。
在该技术应用过程中，主要以矿渣、水泥为基础，并且将石膏等材料与生石灰拌和，在机械设备当中形成胶凝材料，与此同时可以加入少量萘系高效减水剂，生成全尾砂胶结充填材料。
在应用过程中，需要重视加强细节的管理，保证充填体的质量，要求全尾砂充填料浆以高浓度状态进行输送。
在矿山开采的深度逐步增加的情况下，管道输送的距离也进一步加长，相对高差逐步增大，在输送过程中，管道越来越多，而且系统更加复杂，系统的可靠性尤显重要。
由于管道输送系统较为复杂，在设计充填料浆管道输送系统的过程中，需要与实际情况结合，不能单单依靠理论计算，否则可能会造成较大的误差。
金川矿山废石-全尾砂高浓度充填工艺试验研究
条 件下 水 泥含 量小 于 １０ｋ／ 是尾 砂 胶结 充 填 ０ ｇ ，仅 ｍ 水 泥用 量 的一半 ， 而 使 成本 大 幅度 降 低 ． 从 生产 实 践 表明， 在相 同水 泥 用量 的条 件 下 ， 与其 他胶 结 充填 工
结充 填工 艺应用 Ｉ１ 国则 试验成 功 了在块 （ ） 倒 １． 我 碎 石 人采 空 区 的 同时 ，将水 泥砂 浆 用 管路 输送 注入 空 区 自淋混 合 胶结 充 填 ． 如大 厂锡 矿 、 录 山铜 矿 等 试 验 铜 成 功 了块 石 一水 泥砂 浆 自淋 混合 充 填工 艺 ，结 果 表
第 ２卷 第 ６期
２０ １ １年 １ ２月
有 色金属科 学与工程
Ｎｏ ｆ ｒｏ ｓ Ｍｅａ ｓ ｃ ｅ ｃ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｅｒｕ ｔｌ Ｓ ｉｎ ｅ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ ． １ ２，Ｎｏ６ ． Ｄｅ ２０１１ ｃ．
文章编 号 ：６ ４ ９ ６ （０ １ ０ — ０ ７ ０ １７ — ６ ９ ２ １ ） ６ ０ ５ — ５
矿 、 ｉｄＣ ｅｋ矿 ，９ ３年 Ｍｏｎ ｓ Ｋ ｄ ｒｅ １７ ｕ ｔ ａ矿 开 始 块 石 胶 Ｉ
件 充填采 空 区的块 石胶 结充 填工 艺． 透 山铜 矿 在井 红
下 建立 了一套 块 石倒 运与 充 填 系统并 形成 较 大充 填
能力 ， 到 了废 石不 出坑 ］ 达 ．
一
பைடு நூலகம்
般 情况 下 ， 石胶 结充填 体在试 块 强度 ３ＭＰ 块 ａ
金川矿 山废石 一全尾砂高浓度充填工艺试验研究
乔 登 攀 ， 姚 维信
（ 明理 ５ 大 学 国土 资 源 工 程 学 院 ， 明 ６ ０ ９ ） 昆 １ ２ 昆 ５０ ３
全尾砂-戈壁集料胶结充填试验研究
全尾砂－戈壁集料胶结充填试验研究李安平(新疆阿舍勒铜业股份有限公司， 新疆哈巴河县 ８３６７９９)摘 要:对阿舍勒铜矿全尾砂、各采砂场戈壁集料、钢渣水泥分别取样进行了全尾砂化学成份、全尾砂及戈壁集料全粒级组成、基本物理参数等的测定，对不同全尾砂及戈壁集料比例、不同灰砂比及料浆浓度进行了配比优化试验研究，试验得出了充填料浆的合理制备参数及充填试块的强度特征，为充填系统的改造及工业试验提供了依据。
关键词:充填材料；全尾砂；戈壁集料；配比试验新疆阿舍勒铜业股份有限公司所开发的阿舍勒铜矿是一座大型有色金属矿床，矿山设计规模年产矿石１３２万ｔ，为了充分回收地下矿石资源，设计采用充填采矿法。
为了实现全尾砂结构流体胶结充填，必须对阿舍勒铜矿全尾砂、各采砂场戈壁集料及充填用水泥分别取样，进行全尾砂化学成份、全尾砂及戈壁集料全粒级组成、基本物理参数进行测定，对不同全尾砂及戈壁集料比例、不同灰砂比及料浆浓度进行配比优化试验，从而为充填系统的改造及工业试验提供依据。
１ 充填材料的物理特性根据阿舍勒铜矿所处地理位置、内外部技术条件及井下不同采矿方法对充填体强度作出要求，试验所选用的充填材料有全尾砂、戈壁集料及钢渣水泥。
１.１ 全尾砂全尾砂取自阿舍勒铜矿尾砂扬送车间水隔离输送泵的进料管，取样量(干)约５００ｋｇ，经自然蒸发、晾晒后，分别进行了化学成分测定(见表１)、全粒级测定(见表２)和全尾砂沉降试验(见表３)。
表１ 全尾砂化学成份分析结果 ％ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＭｇＯＣａＯＦｅＳＣｕ２７.３１４.１７１.６００.８６２８.３６３０.５５０.３３ 从试验结果可知，阿舍勒铜矿全尾砂的化学成分不同于其它金属矿山，其显著特点是Ｆｅ、Ｓ含量较高，Ｆｅ含量达２８.３６％、Ｓ含量达３０.５５％。
根矿石矿物组成，Ｆｅ、Ｓ元素应以黄铁矿形式存在；阿舍勒铜矿磨矿细度较小，全尾砂粒径较细，其平均粒径ｄ平均＝５０.９７μｍ，而粒径小于２０μｍ的颗粒含量达４４.５８％，小于７５μｍ的颗粒(约－２００目)含量达７８.５２％。
玲珑金矿全尾砂充填与无尾矿山综合技术研究
玲珑金矿全尾砂充填与无尾矿山综合技术研究摘要：由于充填工艺涉及矿山安全与经济效益，因此引起国内外采矿界的广泛关注，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研究，取得了不少研究成果，本文将就此加以探讨。
关键词：玲珑金矿；全尾砂充填；无尾矿山综合技术一、充填技术研究现状（一）水泥替代品研究取得重大突破胶结充填的主要缺点是充填成本过高，胶结充填材料成本中，水泥费用占将近60~80%，因此降低胶结充填成本的一个重要途径就是寻找水泥替代品，以降低水泥消耗。
国内外的研究及应用实践表明，冶炼厂水淬炉渣、火力发电厂粉煤灰、铝厂赤泥，都是性能良好的水泥替代品。
尤其是粉煤灰，除了可部分替代水泥降低充填成本外，还可以改善浆体流动性能、提高浆体悬浮性，因此应用更为广泛。
（二）充填骨料应用范围日益扩大传统的充填骨料是尾砂、块石、砂石(包括棒磨砂、山砂、风砂、江砂、河砂)，随着越来越多的化工矿山、煤矿采用或正准备采用充填采矿技术，充填骨料的实际应用范围日益扩大，磷石膏、黄磷渣等化工企业固体废料(如开阳磷矿、新桥硫铁矿)、煤矸石(如孙村煤矿)都已成功用作充填骨料。
（三）各种混凝土外加剂在矿山充填中得到应用添加化学外加剂是一种改善流体流动性能的有效途径，在混凝土工程中得到广泛应用。
添加少量外加剂可以改善混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理力学性能和耐久性能。
由于成本问题和认识问题，除美国等少数国家将混凝土外加剂应用于矿山充填料浆中之外，化学外加剂在矿山充填中的应用实例还比较少。
金川公司曾在1993年开展了用高效减水剂提高充填料浆输送浓度的试验研究。
（四）充填体承载机理研究成果丰硕充填采场属于人工支护的范畴。
类似于采用锚杆、喷射混凝土等人工措施支护采场巷道，其目的在于维护采场围岩的自身强度和支护结构的承载能力，防止采场或巷道围岩的整体失稳或局部跨冒。
南非在深井黄金矿山的开采中，大多采用了充填采矿法，并对充填机理进行了相当的研究。
金川全尾砂棒磨砂新型充填胶凝材料试验研究
前 充填 骨料 主要 是砂 石 厂生 产 的棒磨 砂 和部分 河砂 。为 了利 用尾 矿 资源 ， 变废 为宝 ， 同 时矿 山充填 料 的需 求
灰 的 主要组 成为 玻璃 态物 质 ， 内能高 、 热力 学 上处 于不稳 定状 态 ， 具有潜 在 活性Ｌ ６ ］ ， 可 以部分 替代 水 泥 ， 降 低
充 填成 本 。 同时还可 以提 高 充 填 料浆 的 流 动性 ， 减 少 管 道 的磨 损 。粉 煤 灰 中 Ｓ ｉ Ｏｚ与 Ｃ ａ （ ＯＨ） ｚ化 合 生 成
量 随 着 矿 山 生 产 能 力 的增 加 逐 步 提 高 ， 棒 磨 砂 现 有 生 产 能 力 难 以满 足 充 填 料 的 需 求 ， 而 且 其 加 工 成 本 居 高 不
下 。有 效利 用廉 价 的全尾 砂作 为 充填料 进 行充 填法 采矿 ， 既 能 够 降低 矿产 资 源开 发 过 程 中产 生 的 大量 尾 矿 对环 境 的污 染 ， 也能 够降低 充 填采 矿成 本 ， 提高 矿石 回采 率 ， 同时还 能 为 回采 工作 创 造 安 全采 矿 条 件 。但 采 用全 尾砂 与 棒磨 砂混 合充 填 时 ， 由于二 者力 学性 质 和粒 径相 差 较悬 殊 ， 将 影 响充 填 体 强度 。因 此 ， 开展 全 尾 砂 与棒磨 砂 混合 料掺 量配 比及 其 添加剂 掺 量研究 ， 对 实现 安全 采矿 具有 重要 意义 。
１ ． ２ 新 型 充 填 胶 凝 材 料 的 主 要 潜 在 活 性 材 料
新 型充 填胶 凝材 料 以粉煤 灰 和矿 渣微 粉为 主 ， 采 用脱 硫石 膏 和石灰 等 复合激 发剂 进行 激发 ， 从而 形成 水
黄金矿山尾砂充填空区的数值模拟研究的开题报告
黄金矿山尾砂充填空区的数值模拟研究的开题报告
一、选题背景
随着社会经济的高速发展，矿业资源开采的规模和数量不断增加，
黄金矿山是其中一项重要的资源开采方式。
黄金矿山开采过程中产生的
尾砂无法妥善处理，不仅对环境产生负面影响，还占用了大量的用地。
因此，利用尾砂充填方式来处理黄金矿山尾砂已经成为一种可行的方式。
本文选题即是对黄金矿山尾砂充填空区进行数值模拟研究，为尾砂充填
工程提供理论依据。
二、研究内容
本文将主要从以下几个方面进行研究：
1.黄金矿山尾砂充填空区的结构特点和分布规律的分析研究；
2.选择合适的数值模拟方法，对黄金矿山尾砂充填空区进行数值模
拟计算；
3.对黄金矿山尾砂充填空区的力学行为、变形特征、稳定性和安全
性等进行数值模拟分析，并对其性能参数进行评估；
4.在数值模拟分析的基础上，提出对黄金矿山尾砂充填空区的管理
与维护措施。
三、研究意义
黄金矿山尾砂充填空区的数值模拟研究，可以从理论上分析预测充
填桩筒形式的变形，为实际工程提供依据。
同时，该研究可以推进尾砂
充填工程与理论的发展，为黄金矿山尾砂处理提供了新的解决方案。
四、研究方法
本文主要采用数值模拟方法进行研究，包括模型的建立、边界条件
的设定与模拟计算等。
同时还将对已有的研究进行综合分析。
五、预期结果
本文预计将得到黄金矿山尾砂充填空区内土体的变形特征、稳定性和安全性等方面的数值模拟结果，并提出相应的管理与维护措施，为黄金矿山尾砂充填工程的实际建设提供理论指导。
金矿充填采矿法充填工艺的综合观点探究
金矿充填采矿法充填工艺的综合观点探究摘要：在黄金矿山的采矿作业中，充填采矿技术属于一种非常有效的采矿方法，并且已经广泛地应用到了采矿作业中，因为应用较广所以在开采中常常出现一些问题，为了使充填采矿技术在黄金矿山采矿作业中更好的被应用，所以需要对出现的问题进行更加深入的分析解决。
关键词：金矿；充填采矿法；充填工艺；综合观点前言：近几年来，随着社会经济的快速发展，我国人民的生活水平已经有了显著的提高，当前的黄金矿产需求总量不断提升，也为黄金矿山开采行业带来了前所未有的发展机遇。
不稳定的稀缺、高品位矿石的开采过程中一般都需要采用充填采矿法，这也是日常经常使用的人工采矿方法中的一种，能够提高工作效率。
1、充填采矿法开采、充填技术简介充填开采技术就是利用水泥砂石、矸石、膏体等材料应用到采矿期间的空旷区，起着填充作用。
因我国的地形地质情况复杂多变，较多崎岖位置导致其他技术缺乏实用性，要采用填充开采技术开展工作。
如，当地属于急倾斜极薄的山体矿脉，在开采期间，地下采矿措施、缓倾斜层开采技术、露天开采技术就难以进行。
采用削壁填充开采技术，就可以解决开采工作面的抗压力，确保急倾斜极薄山体在开采期间足够支撑，避免出现地表塌陷或是变形情况，能够防止围岩的崩落。
充填采矿法的充填技术的推行，对维护采矿施工的安全稳定性有积极作用。
并且，充填采矿法可以广泛取材，用相应的充填材料，如废石、碎石、泥沙或者尾矿材料，就能实现对地下采空区的回填施工。
充填采矿法的施工技术原理很简单，在施工期间，工人把尾砂填充到井下，能够降低由于尾矿库出现的成本支出和潜在危害，避免矿山施工期间导致地面塌陷情况。
1.充填采矿法的主要类别2.1干式充填法干式充填采矿法用矿车、风力或其它机械输送干充填料（如废石、砂石等）充填采空区，也是充填采矿技术最早采用的方法。
20世纪50年代，我国有色金属矿山50%以上使用干式充填采矿法。
随着充填技术发展，干式充填法因工艺繁杂，劳动力需求大，作业成本高，采场充填时间长，生产率低，采场充填时不能进行回采等缺点，不能满足“三强”（强采、强出、强充）采矿生产的需要。
金川矿山废石—全尾砂高浓度充填工艺试验研究
金川矿山废石—全尾砂高浓度充填工艺试验研究乔登攀;姚维信【摘要】废石和尾砂是矿山企业的大宗工业废料且不存在来源不足问题,如何高效利用废石和尾砂进行充填采矿是采矿界的前沿性课题.本文结合金川公司充填工艺介绍了废石-尾砂高浓度管输充填新技术,并阐述了该技术中高浓度充填和膏体充填的特点,且充填成本低.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2011(002)006【总页数】5页(P57-61)【关键词】充填;全尾砂;废石;高浓度充填【作者】乔登攀;姚维信【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093;昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TD853.34自20世纪70年代以来，澳大利亚、前苏联等国试验成功了在空区内先倒入块石充填，再向块石中压注水泥净浆或水泥砂浆的充填工艺，如Mount Isa矿、Kidd Creek矿，1973年Mount Isa矿开始块石胶结充填工艺应用[1－3].我国则试验成功了在块（碎）石倒入采空区的同时，将水泥砂浆用管路输送注入空区自淋混合胶结充填.如大厂锡矿、铜录山铜矿等试验成功了块石—水泥砂浆自淋混合充填工艺，结果表明充填体强度高且充填成本低.个别矿山则试验成功了在采空空区的上部，用电耙、无轨设备或溜槽进行废石与水泥砂浆的混合拌制，而后利用空区自落条件充填采空区的块石胶结充填工艺.红透山铜矿在井下建立了一套块石倒运与充填系统并形成较大充填能力，达到了废石不出坑[4－5].一般情况下，块石胶结充填体在试块强度3 MPa条件下水泥含量小于100 kg/m3,仅是尾砂胶结充填水泥用量的一半，从而使成本大幅度降低.生产实践表明，在相同水泥用量的条件下，与其他胶结充填工艺相比较，块石胶结充填体强度更高，充填体稳定性比细砂胶结充填好得多，能有效保证二步矿房（矿柱）回采时的安全.空场嗣后块石胶结充填采矿法矿石贫化小、能力大、废石提运少，也能够缓解地表堆放废石引起的诸多问题，是当前胶结充填工艺的发展方向之一.但是，目前块石充填工艺需利用采空区落差条件，通过充填料分流输送和自淋混合方式实现胶结充填，仅以空场（分段或阶段）嗣后充填方式实现，对分层采矿法（上向或下向）并不适用，因而目前块石充填应用仍非常有限[6].金川镍矿规模大、埋藏深，矿岩破碎且蠕变特征明显、地应力大，其开采难度世界罕见.金川矿山在复杂的工程地质条件下遇到了各种各样的涉及到充填采矿的技术问题，在长期的大规模工业生产实践和国内外的科技合作中，从未间断过开展充填采矿领域的试验研究，其中一批重大问题多次列入国家重点科技攻关计划，积累了丰富的充填采矿经验和大量的技术资料.金川矿山先后进行过VCR法、上向分层进路式胶结充填法和下向分层胶结充填法试验；经过几十年探索最终定型为下向水平分层进路式胶结充填采矿法，发明和应用成功了下向六角形进路式充填法.目前，金川三大矿山（龙首矿、二矿区、三矿区）已形成1000万t/a的生产规模，是全球应用下向水平分层充填法规模最大、机械化程度最高的矿山.2010年，龙首矿西部贫矿开采项目开始投产，另外金川四矿区工程也已开工建设.根据金川公司的总体规划，“十二五”末，所属四大矿山的生产能力将超过1200万t/a，届时，充填能力将达到400万m3/a以上.经调查，金川矿山地表堆放的可用于充填的废石量总计约1800万t，今后废石量将超过130万t/a，2009年废石综合出窿费用高达约1.96亿元.废石外排不仅会大大影响到矿山周边区域的生态环境，也是矿山生产中的沉重负担，如何处理大量工业废石是解决金川公司矿山周边生态环境保护与污染防治、矿山生产提运压力的重中之重.因此，研究粗粒级废石破碎集料高浓度充填技术非常重要[7].金川矿区井下废石混合料主要来自矿山生产掘进和巷道返修所产生的废石.金川矿山充填管道主要有内径110 mm和80 mm两种，一般要求骨料粒径不能超过管径的1/5～1/4，故试验将工程废石的破碎粒度确定为-16 mm.废石破碎集料对于充填料浆配合比设计的主要影响因素是集料级配.通过筛分统计，金川矿区废石破碎集料的粒度级配见表1.经测定，废石破碎集料的加权平均粒径为dav=5.803 mm，中位粒径d¯c=5.235 mm，d60=7.023 mm，d10=0.391 mm，则有d60/d10=17.96.显然，按塔博条件（塔博研究认为：当d60/d10=4～5时，物料的密实度最好，即最佳颗粒级配.）废石破碎集料的级配并不好，粗粒料偏多，细粒级含量偏小，料浆由于难以形成絮网结构，管道输送（无论是泵压或自流输送）中料浆易发生泌水现象而导致堵管.因此，需要添加相应的细粒料—全尾砂进行骨料级配优化.金川公司全尾砂是一选厂与二选厂排放的尾砂混合物.金川全尾砂平均粒度细，氧化镁含量高，渗透系数小(15 mm/h).应用激光粒度分析仪对金川公司全尾砂进行分析，见表2.金川矿山充填所用的胶结材料为325级增强复合水泥，水泥比重3.1 t/m3，密度1.1 t/m3,其比表面积为 3100～3300 cm2/g.通过测试与分析，金川公司破碎废石集料和全尾砂的有关参数见表3.废石-全尾砂胶结充填料浆是一种低标号的多相混合体.理想状态下的充填料浆，其组分如废石集料、全尾砂和水泥是相互均匀分散的，相互填充.对于料浆中体积占绝大多数的废石集料而言，良好的级配不仅可以减少离析现象，改善料浆拌合物的工作性，而且增加了废石集料颗粒之间的嵌锁能力.实际上，破碎废石集料与全尾砂是不能用来选配的.一定程度上是不能选别的，只能应用，也只能采用合适的比例来确定最大密实度.根据废石—全尾砂高浓度浆体的环管试验和流动性度试验结果，获得了金川废石—全尾砂高浓度料浆的配合比参数为：最优废石尾砂比为6.0∶4.0，最适宜管输充填的料浆重量浓度为77%～79%，浆体坍落度≥22 cm，325#水泥添加量为260 kg/m3，该配合比条件下的胶结体工业强度满足下向水平分层进路式充填法人工假顶的强度要求[8-9].工业试验共进行了废石全尾砂比5∶5和6∶4两种配合比试验，完成了进路充填量10080 m3.工业试验充填管道最长1858 m，最短1650 m，管道系统总垂直落差492 m，最大充填倍线为4.78,最小为4.35.废石-全尾砂充填料浆骨料粒级范围比较大（0～16 mm），不同于金川矿山现用的棒磨砂骨料，充填起始阶段需要迅速提高料浆浓度，以防止堵管并保证充填体的整体性和稳定性.工业试验废石—全尾砂料浆搅拌在二矿区膏体系统中完成，主搅拌为ATDⅢ-Ф700型双螺旋搅拌输送机，搅拌轴长达6 m，设计搅拌槽的最大容积为5 m3，设计生产能力为35～90 m3/h，采用2×30 kW电机传动.工业试验中要求充填导流水和洗管水不能进入采空进路，如此方能真实反映进路内充填体脱水情况和胶结体强度.但由于受采场充填接管方式和移管安全等因素影响，实际上难以进行分离导流水和洗管水.工业试验中充填进路脱水情况，采用与矿山现用的自流和膏体充填采场脱水情况相比较，分别设定了无水、少量水、中等水、大量水4个层次进行定性分析.无水指进路内无法用泵进行脱水，即实际没有脱水.少量水是指进路内用泵进行了脱水，但脱水量明显少于平常膏体充填脱水量.中等水是指进路脱水量与脱水时间与膏体充填相当.大量水是指进路脱水量与自流充填相当.试验共完成了15条进路充填，经统计无水情况有4条，占26.7%；进路中有少量水有7条，占46.6%；采场中等水有4条，占26.7%.结果表明，尽管充填引流水和洗管水仍然进入采场，但废石—全尾砂高浓度充填料浆的脱水量明显少.如果充填中能将引流水和洗管水进行分流，废石—全尾砂高浓度（77%～79%）充填不需要人工脱水，自然脱水即可[10].试验期间，由充填站按规范（密度壶）进行了料浆取样与装模.试块装模时要求进行自然装填，不可振动和捣实.试块压裂结果见图1.由图1可见：①强度试块中仍存在全尾砂团块和少量的水泥团块，表明存在水泥浆搅拌不均匀和尾砂强力搅拌不均匀现象；②试块中粗粒级的废石分布比较均匀，无离析分层，表明应用废石—全尾砂配制成的高浓度料浆具有良好的抗离析性.根据进路内充填体的脱水情况、流动性及强度试块压裂情况综合来看，只要将配合比和料浆浓度控制稳定，并解决了引流水与洗管水，就可以达到进路内充填体不脱水及充填体不离析的目标.工业试验中在金川二矿区1178 m分段6盘区3分层28号进路进行了强度直接测试，结果见表4.进路内充填胶结体的工业强度分布特征为：由进路充填下料点到进路中部小隔墙处充填体强度总体呈降低趋势，但强度降幅很小，分析认为这种强度的变化是由于进路内充填料浆的长距离自流动而造成的；沿进路高度方向充填体强度总体呈“下高上低”特点，这是由于进路内充填料浆的轻度离析造成的.由于充填中引流水、洗管水没有排出采场，并且充填过程中也偶尔出现供料中断、供料不稳等情况，造成料浆浓度变化和料浆的不均匀，引起充填体强度变化.根据进路内充填体揭露情况，并结合试块压裂后骨料分布情况，试验组对比设定了均匀层（粗骨料分布均匀，骨料填隙效果好）、粗砂层（粗粒废石有较明显富集现象）、细砂层（粗粒废石少，细粒料明显多）、细浆层（较为明显的水泥尾砂浆）.现场测定结果为：①进路内充填体底部、顶部和中间部位均不同程度的出现细浆层.分析认为，进路底板细浆层应属充填引流层，起始浓度低，并且充填浓度提高需要10 min左右；进路内充填体顶部细浆层应属充填结束时洗管水进入等造成料浆浓度降低而引起离析分层，进路充填体中部的细浆层则是由于系统供料不稳甚至骨料中断（如放砂、皮带偏斜、斜溜槽偶尔堵塞后采用大水冲洗等）造成短时间内料浆浓度降低或配合比不稳定引起.测定结果表明所有细浆层的厚度都较小；②充填均匀层基本达到了充填体70%以上，充填体底部无明显的“锅底”状离析形态；③根据现场测定结果，废石尾砂比为5∶5料浆的流动坡面角基本保持在0.38～1.26°，废石尾砂比为6∶4料浆的流动坡面角基本保持在0.55～1.19°，进路内充填下料点处有不太明显的“锥堆”现象，表明料浆总体流动性很好，废石—全尾砂高浓度料浆应属高流态浆体[11-12].废石—全尾砂高浓度料浆泵压管输充填工艺是可行的，并且得到了长距离管道输送和长距离进路自然流动试验的证明，该项技术集中了高浓度充填和膏体充填的优点，且成本低.废石—全尾砂高浓度料浆具有良好的稳定性、自然流动性和管输特性，充填体的强度高.由于粗粒级废石破碎集料的应用，有效降低了水泥用量.经矿山统计和类比估算，废石—全尾砂高浓度料浆泵压管输充填成本约为86.48元/m3，是金川矿山现用的-5 mm棒磨砂高浓度自流充填成本的66.25%，是棒磨砂—分级尾砂膏体泵压管输充填成本的88%，成本优势非常明显，推广应用前景广阔.【相关文献】[1]R.Cowling.Twenty-five years of mine filling—developments and directions[C]//Sixth International Symposium on Mining with Brislane:April,1998:3-10.[2]J.Nantel.Recent developments and trends in backfill practices in Canada[C]//SixthInternational Symposium on Mining with Backfill.Brislane:1998:11-14.[3]P.Farsangi,A.Hayward,F.Hassani.Consolidated rockfill optimizatiom at Kidd Creek Mines[M].CIM Bulletin,1996:129-134.[4]周爱民.矿山废料胶结充填[M].北京：冶金工业出版社，2007：1-20.[5]孙恒虎,黄玉诚,杨宝贵.当代胶结充填技术[M].北京：冶金工业出版社,2002：3-19.[6]刘同有.充填采矿技术与应用[M].北京：冶金工业出版社,2001.[7]乔登攀.金川矿山废石充填浆体制备与管输流变特性研究[D].昆明：昆明理工大学，2009.[8]乔登攀,程伟华,张磊，等.现代采矿理念与充填采矿[J].有色金属科学与工程，2011(2):7-14.[9]张秀勇.金川二矿区废石—全尾砂高浓度料浆泵压管输充填系统研究[D].昆明：昆明理工大学，2010：15-22.[10]苑雪超.金川矿山废石—全尾砂高浓度充填料浆搅拌方式研究[D].昆明：昆明理工大学，2010：11-17.[11]XU Yu-hai,XU Xin-qi,LI Jian-xiong,et al.High concentration backfilling,its rheologic properties and parameters in gravity flow[C]//In The Nonferrous MetalsSociety of 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尾砂与戈壁集料胶结充填试验研究
２０ ０７年
新
疆
有
色
金
属
１ ５
尾 砂 与 戈 壁 集 料 胶 结充 填试 验 研 究
王悦才 付 盛举
（ 疆新 鑫矿 业股 份有 限公 司喀拉 通 克铜镍 矿 新
富 蕴 ８６０ ） ３ １７
摘 要 在盘 区下 向进路 回采过程 中， 我矿采用 了全戈壁集料 混凝土泵送胶结充填方法 ， 其成本较高 ， 且有继续增加 的可能性 。本 文通
喀拉 通克 铜镍 矿在 下 向进路 胶结 充 填生 产 中 ， 由
砂较适合 ， 比 它 使用 ５ｍ ｍ戈壁筛砂减少 １％的水泥 ０ 用 量。
（） ２ 喀拉通 克铜镍 矿下 向进 路胶 结充 填采 矿法 ， 充
改为全戈壁集料混凝土泵送胶结充填。选厂 的全部
尾砂 被排 人 尾矿库 ， 仅造 成 尾砂输 送及 尾矿 库 维护 不 费用 的增 加 ， 而且 加 剧 了地 表 环 境 的 污染 。因此 ， 加
，
现机械化 ， 并可提前进行采矿工作。但由于不能大量
２ 充填 工业试 验
２ １ 材料 理论 设 计 ．
结， 立式砂仓中的分级尾砂应尽量缩短存放时间。 ２ ３ 尾 砂 与戈 壁集 料胶 结充 填 的工业 试验 ．
（） １ 进路 下 部 采 用 １ ：５ 的灰 砂 比， 泥 耗 量 为 ２ ３ １ 尾 砂 与 戈壁 集料胶 结充填 系统 水 ．． ３ １ｋ／ ； 路 上部 采用 １ ３ ｇｍ’ 进 ：８的 灰砂 比 ， 泥 耗 量 水 尾砂与戈壁集料胶结充填系统有 ５条生产线 ： 即 小于 ２ １ｋ／ ２ ｇｍ 。进 路 充填 的平 均水 泥 耗 量小 于 ２６ 立式尾砂仓供料线、 ７ 戈壁集料供料线 、 水泥供料线 、 供
戈壁砂和棒磨砂骨料充填料浆管输特性试验
ＹＡＮＧ Ｚ ｈ ｉ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ 。 。 。 。 ＧＡＯ Ｑｉ ａ ｎ ， ＹＡＯ Ｗｅ ｉ ｘ ｉ ｎ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｚ ｈ ｏ ｕ ｊ ｉ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ． Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
道 输送 条 件 的 管 输 特 性 没 有 变化 。采 用 高 浓 度 和 大 管 径 管 道 输 送 时 ， 戈 壁 砂 充 填
料 浆 更 有 利 于 管 道 输 送 。 由此 表 明 ， 金 川 矿 山充 填 采 矿 中利 用廉 价 的 戈壁 砂 替 代 棒 磨砂 骨 料 ， 能 够 降低 充 填 成 本 ，
提 高充 填 采 矿 经 济 效 益 。
关 键词 ： 戈壁 砂 ； 棒磨砂 ； 充填料浆 ； 管输特性 ； 对 比 分 析
中图分类号 ： ＴＤ ８ ６ ３ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ３ ７ ６ ７ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ — ０ ０ ３ ８ — ０ ８
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｏｒ ｄｅ ｒ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄｕ ｃ ｅ ｔ ｈｅ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｍｉ ｎｉ ｎｇ ｃ ｏｓ ｔ ｂ ｙ ｕｓ ｉ ｎ ｇ Ｇｏｂｉ ｓ ａｎ ｄ ｔ ｏ ｒ ｅ ｐｌ ａ ｃ ｅ ｒ ｏｄ — ｍｉ ｌ ｌ ｓ ａ ｎｄ ａ ｇｇｒ ｅ ｇ ａ ｔ ｅ， ａ ｎ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ — ｍｅ ｎｔ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｐｉ ｐ ｅｌ ｉ ｎｅ ｃ ｈａｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏｆ ｔ ｗｏ ｋｉ ｎｄ ｓ ｏｆ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ ｓ ｌ ｕｒ ｒ ｙ ｗａ ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏｕ ｔ ．Ｆｉ ｒ ｓ ｔ ， ｔ ｈｅ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｇｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ Ｇｏｂｉ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｎｄ ｒ ｏ ｄ — ｍｉ ｌ ｌ ｓ ａ ｎｄ ａ ｇ ｇｒ ｅ ｇ ａ ｔ ｅ ｓ ｗａ ｓ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏｗ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｇｒ ａ ｄａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｔ ｗｏ ｋｉ ｎｄｓ ｏｆ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｇｇｒ ｅ ｇａ ｔ ｅ ｓ ｉ ｓ ｂａ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｔ ｈｅ ｓ ａ ｍｅ ． Ｔ ｈｅ ｎ ａ ｃ ｏｍ ｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ｏ ｎ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ ｓ ｌ ｕｒ ｒ ｙ ｒ ｈｅ ｏｌ ｏｇｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏｆ ｔ ｈｅ ｔ ＷＯ ｋｉ ｎ ｄｓ ｏ ｆ ａ ｇ ｇｒ ｅ ｇａ ｔ ｅ ｓ ｗａ ｓ ｃ ｏ ｎｄｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂｙ ｕ ｓ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ Ｉ ｔ ｕ ｂｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｐ ｐａ ｒ ａ ｔ ｕ ｓ ．Ｔｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｕ ｎｄｅ ｒ ｔ ｈｅ ｓ ａ ｍｅ ｃ ｏｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ｓ， ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ｎ ｏ ｆ ｕｎ ｄａ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｒ ｈｅ ｏｌ ｏｇｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏｆ ｆ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ ｓ ｌ ｕｒ ｒ ｙ ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ Ｇｏｂｉ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｎｄ ｒ ｏｄ — ｍｉ ｌ ｌ ｓ ａ ｎｄ ａ ｇ ｇｒ ｅ ｇａ ｔ ｅ ｓ ｗｈｅ ｎ ｔ ｈｅ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｍａ ｓ ｓ ｃ ｏｎ ｃ ｅ ｎｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈａ ｎ ８２ ． Ｂｕｔ ｗｈｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｍａ ｓ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ
全废料泵送充填系统在金川矿山的应用
16全废料泵送充填系统在金川矿山的应用刘洲基，李金利（金川集团有限公司，甘肃 金昌 ７３７１００）摘 要：本文详细介绍了金川矿山全废料泵送充填物料的物理性能及质量标准，泵送工艺流程、配合比参数、充填料浆坍落度以及采场充填体的强度测定、废石充填的充填管径与料浆流变性质的影响及与充填管径的选择。
关键词：全废料；废石破碎集料；全尾砂；强度；坍落度；管径中图分类号：ＴＧ１４６．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）２４－００１６－４The Application of Pumping Filling System with Full Waste in Jinchuan MineLIU Zhou-ji,LI Jin-li（Ｊｉｎｃｈｕａｎ Ｇｒｏｕｐ Ｌｔｄ．， Ｊｉｎｃｈａｎｇ ， Ｇａｎｓｕ，７３７１００）Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｔａｉｌｓ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｆ ａｌｌ ｗａｓｔｅ ｆｉｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｕｍｐ ｉｎ Ｊｉｎｃｈｕａｎ ｍｉｎｅ， ｔｈｅ ｐｕｍｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｂｏｄｙ ａｎｄ ｓｌｕｍｐ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｌｕｒｒｙ， ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｌｕｒｒｙ ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ｆｉｌｌｉｎｇ ｐｉｐｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ．Keywords: Ｆｕｌｌ ｗａｓｔｅ； Ｒｕｓｈｅｄ ｗａｓｔｅ ａｇｇｒｅｇａｔｅ； Ｆｕｌｌ ｔａｉｌｉｎｇｓ； Ｍｉｎｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ； Ｓｔｒｅｎｇｔｈ； Ｓｌｕｍｐ； Ｐｉｐｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ收稿日期：２０２０－１１作者简介：刘洲基，生于１９７３年，男，汉族，金昌人，高级工程师，研究方向：金属矿山开采、充填技术研究。
金川矿山充填采矿固体废弃物综合利用关键技术
金川矿山充填采矿固体废弃物综合利用关键技术杨志强;王永前;高谦;陈得信;王虎【摘要】The paper first summarizes the types of the waste resources and physicochemical properties,then introduces the research advance of the comprehensive utilization of resources in Jinchuan mine. In the end the key technologies of the comprehensive utilization of solid waste resources in filling minging are put forward.%概述金川镍矿固体废弃物及物化特性和二次资源综合利用研究进展，提出金川充填采矿实现固体废弃物综合利用的关键技术以及今后应开展的研究工作。
【期刊名称】《资源环境与工程》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P706-711)【关键词】固体废弃物;综合利用;研究进展;关键技术【作者】杨志强;王永前;高谦;陈得信;王虎【作者单位】北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083; 金川集团股份有限公司，甘肃金昌 737100;北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083;北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083;金川集团股份有限公司，甘肃金昌737100;金川集团股份有限公司，甘肃金昌 737100【正文语种】中文【中图分类】X7510 引言矿产资源开发和利用是国民经济建设与发展的基础。
资源开发和利用伴随着大量尾砂、废石、矿渣以及配套工业产出的废渣等废弃物排放。
固体废弃物堆放不仅污染环境，而且存在潜在溃坝、滑坡等地质灾害。
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戈壁砂和全尾砂充填骨料在金川矿山的应用研究杨志强1，2，杨啸1，高谦1，王永前2，陈得信2(1.北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083；2.金川集团股份有限公司，甘肃金昌 737100)摘要：充填骨料是充填材料的重要组成部分，充填骨料的选择与应用直接影响充填采矿成本和采矿经济效益。
戈壁砂和全尾砂在金川充填采矿中的应用，是降低金川充填采矿成本的重要途径之一。
根据金川矿山充填系统和工艺参数，采用高浓度料浆和1:4高灰砂比，开展了戈壁砂、全尾砂和棒磨砂的混合料配比试验。
试验结果表明，作为充填骨料戈壁砂与棒磨砂不存在本质上差异，可以替代棒磨砂用于金川矿山充填法采矿。
全尾砂与棒磨砂混合充填骨料的胶结充填体强度试验发现，当全尾砂掺量控制在30%以内，3 d充填体强度高于纯棒磨砂充填骨料，同时7 d和28 d充填体强度达到金川矿山充填体设计强度。
该研究成果应用于金川矿山充填采矿生产，为戈壁砂和全尾砂的工业化应用奠定了基础。
关键词：充填骨料；戈壁砂；全尾砂；充填采矿法；应用研究doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2015.04.00x中图分类号：TD863 文献标志码：A 文章编号:1000-6532(2015)04充填料浆是由充填骨料、胶凝材料、水和外加剂混合制备而成。
充填骨料的粒径、形状以及颗粒级配直接影响充填体强度和料浆的管道输送特性。
降低采矿成本和保护环境是资源开发必由之路。
尾砂、废石、水淬渣等废弃物作为充填材料在充填采矿中的应用，是充填采矿的发展趋势和研究课题。
因此，由不同物化特性和粒级级配组成的混合充填骨料的胶结充填体强度研究，是充填采矿技术亟待研究解决的技术难题之一。
郭利杰等人针对废石与尾砂混合的充填骨料，开展了不同配比的充填体强度试验。
研究表明：废石-尾砂混合骨料的胶结充填体强度，随着废石含量增加而提高[1]。
王晓宇等进行了废石-尾砂混合集料高浓度料浆管输阻力研究。
结果表明，由于粗粒级废石骨料的加入，料浆的流变和输送特性发生很大变化[2]。
6.5:3.5和6:4两种配比的试验结果表明，废石-全尾砂配比6:4较优。
李云武等通过全尾砂-碎石膏体充填骨料的试验研究，确定了全尾砂碎石膏体充填料浆的合理配比和料浆浓度[3]。
龙秀才等还开展了磷石膏、粘土、红页岩等混合骨料配比的试验[4]。
韩斌等进行了低强度粗骨料和超细全尾砂两种骨料的混合料浆自流胶结充填配合比优化[5]。
杨志强、乔登攀等人针对金川矿山充填材料，分别开展了全尾砂与棒磨砂以及全尾砂与废石混合料的合理配比试验[6-7]。
李坦平和赵三银采用RRB方程中的粒径特征值De和均匀系数n 两个参数来研究水泥特性与颗粒级配的关系[8-9]。
本文以金川镍矿为工程背景，分析不同充填骨料的粒径级配，并根据不同充填骨料的试验结果，研究戈壁砂与全尾砂对充填体强度影响以及在金川矿山的应用。
1 金川充填料物化特性与粒级级配1.1 金川矿山充填骨料选择目前国内外选用的充填骨料主要有尾砂、棒磨砂、废石、河砂和戈壁集料等。
胶结剂主要有普通硅酸收稿日期:2014-11-09*基金项目：国家高技术研究发展计划（863）（编号：SS2012AA062405）*作者简介：杨志强：男（1957-），博士教授，博士生导师，主要从事金属矿充填采矿技术与废弃物综合利用等方面研究与盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣水泥和钢渣水泥等。
金川矿山根据矿山所处的特殊地理环境及采矿方法对充填体强度要求，选用-3 mm棒磨砂、冲积砂（戈壁砂）、选矿尾砂和井下掘进废石（破碎至-3 mm）等材料。
在大量试验研究基础上，自流输送系统采用-3 mm棒磨砂及冲积砂（戈壁砂）作为充填骨料；膏体充填系统所用棒磨砂、戈壁砂和选矿尾砂作为骨料。
两种充填方式均采用32.5#增强复合水泥，并添加一定比例的早强剂。
膏体充填系统另添加适量的粉煤灰。
为了降低输送阻力，膏体系统中还添加一定比例的减水剂。
1.2 充填料物化特性分析（1）棒磨砂。
金川砂石厂3个棒磨机系统设计年产细砂126 万t，主体工艺是将露天采出的戈壁集料砂卵石，先经破碎筛分制成粒径小于25 mm的粗集料，除部分直接送龙首矿做充填材料外，其余经棒磨机磨成小于3 mm的细砂，供二矿区充填使用。
-3 mm棒磨砂基本物化性能见表1、2，粒径级配采用S1064型激光粒度分析仪进行激光粒度测定，3 mm棒磨砂粒径级配分布见表3，粒级分布曲线见图1。
表1 棒磨砂、戈壁砂的物理性质Table 1 Physical property of rod-mill tailings and Gobi sand集料名称密度/tm-3容重/tm-3孔隙率/% 渗水率/（mm·h-1）含泥量/% -3 mm棒磨砂 2.67 1.501 43.78 116.2 3.89 戈壁砂 2.65 1.525 42.45 150.0 7.38表2 棒磨砂、戈壁砂化学成份测定/%Table 2 Chemical composition determination of rod-mill tailings and Gobi sandFe2O3CaO MgO Al2O3SiO2S1.92 3.4 0.87 8.69 74.48 0.024 （2）戈壁砂。
戈壁砂为露天采出的戈壁集料砂卵石，其物化参数见表1和表2，粒级分布曲线见图2。
图1 棒磨砂粒级分布曲线图2 戈壁砂粒级分布曲线Fig. 1 Size distribution curves of rod-mill tailings Fig. 2 Size distribution curves of Gobi sand（3）选矿尾砂。
从二矿区充填站尾砂仓放出的尾砂中取样，测定其物理化学性质见表3，粒级分析结果见表4，粒级分布曲线见图3。
表3 全尾砂物理性质与化学成分Table 3 Physical property and chemical composition of whole tailings密度/t m-3容重/t m-3孔隙率/% Ni/% Cu/% Co/% Fe/% Au/% Pt/% Pd/% S/% CaO/% MgO/% SiO2/% Al2O3/%2.83 1.14 59.72 0.28 0.2 0.017 9.9 0.069 0.05 0.05 1.633.09 27.79 36.41 7.77表4 全尾砂粒级组成Table 4 Size composition of whole tailings粒径/μm-5 -10 -20 -50 -75 -100 -150 -180 +180 产率/% 8.89 5.03 6.32 19.90 20.80 18.21 16.79 2.99 1.07 注：分布粒径如下:d10= 5.90μm、d50= 62.18μm、d90=124.35μm、d均= 64.55 μm图3 全尾砂粒径分布曲线图4 矿用水泥粒径分布曲线Fig. 3 Size distribution curves of whole tailings Fig. 4 Size distribution curve s of mine cement （4）水泥胶凝材料。
金川矿山充填采用的胶凝材料为散装32.5#增强复合水泥，其细度（比表面积）310~330 m2/kg，初凝时间＞45 min，终凝时间＜10 h，抗折强度3 d＞2.5 MPa，28 d＞5.5 MPa，抗压强度3 d＞10.0 MPa，28 d＞32.5 MPa。
32.5#增强复合水泥的物理化学性参数见表5、6和图4。
表5 矿用水泥物理性质与化学成分Table 5 Physical property and chemical composition of mine cement密度/t m-3容重/t m-3孔隙率/% SiO2/% Al2O3/% MgO/% CaO/% Fe2O3/% S/%3.1 1.1 63.55 21~24 4~7 4~5 64~67 2~4 3表6 矿用水泥粒级组成Table 6 Size composition of mine cement粒径/μm-5 -10 -20 -50 -75 -100 分计/% 30.34 15.80 23.61 28.12 2.13 0累计/% 30.34 46.14 69.75 97.87 100 100注：分布粒径:d10= 1.16μm、d50= 11.36μm、d90= 36.47μm、d平均= 15.31μm2 充填骨料胶结充填体强度试验为了研究混合充填骨料配比对胶结充填体强度的影响规律，利用金川二矿区膏体充填系统，开展了表7所示的棒磨砂、戈壁砂和尾砂三种骨料的胶结充填体强度试验。
试验的胶凝材料为金川矿用32.5#增强水泥。
根据矿山管道自流输送充填系统好工业生产指标，采用灰砂比1:4，料浆质量浓度为76%~85%。
使用JJ-5型行星式水泥胶砂搅拌机，将胶凝材料、水、混合充填骨料按设计的灰砂比和料浆浓度计算出相应的质量比，先混合搅拌180 s制成充填料浆，然后边搅拌、边注入尺寸为7.07 cm×7.07 cm×7.07 cm的三联试模中。
将试模编号放入（20±1）℃、相对湿度不低于90%的YH-40B型养护箱中标准养护，48 h后脱模。
将脱模后的充填体试块重新编号，然后放入YH-40B型养护箱继续养护，直到养护龄期。
在SANS数显固定位移压机上以0.5 mm/s速度对充填体试块施加连续荷载，然后测定充填体试块（单轴）抗压强度。
每个龄期测试3块，取平均值。
表7给出了不同骨料配比的充填体强度试验结果。
对所获得的试验数据进行分析和研究，由此可以获得不同充填骨料的充填体强度与混合料配比、料浆浓度之间的关系。
表7 不同骨料配比的充填体强度试验结果Table 7 The strength test results of filling bodies with different aggregate ratio3 充填骨料对充填体强度影响分析3.1 单一充填骨料的充填体强度分析图5给出了棒磨砂与戈壁砂两种单一充填骨料的胶结充填体强度与料浆浓度的关系曲线。
由此可见，棒磨砂和戈壁砂两种充填骨料的胶结充填体强度均随着料浆浓度的增加而提高。
当浓度小于79%时，其充填体强度差别不大；但在高浓度时，棒磨砂充填体强度均高于戈壁砂强度。
图5 棒磨砂和戈壁砂充填骨料强度与料浆浓度的关系曲线Fig. 5 Relation curves between slurry concentration and filling aggregate strength of rod-mill tailings and Gobi sand3.2 两种充填骨料的混合料充填体强度分析 3.2.1、棒磨砂与戈壁砂混合充填骨料图6给出了混合充填骨料的充填体强度与料浆浓度的关系曲线。