尾矿回填-全尾砂胶结充填工艺
全尾砂胶结充填实验方案
1 实验目的本次试验通过采用尾砂和水泥等作为充填骨料，测试充填试块的固结特性、强度指标等，以检测充填体是否满足回采强度和相关工艺要求，以此确定金鑫金矿实验采空区回采残矿要求的充填材料及其控制参数等。
2 取样本次试验根据实验目的，主要采用的试验材料为尾砂、水泥以及水等。
为了符合实际，本次试验所用尾砂从金鑫金矿现场获取，托运至实验室进行试验，可确保所得数据与矿山实际相符。
具体材料包括以下几种：（1）骨料原料：主要为选矿全尾砂。
（2）胶结材料：普通32.5水泥。
（3）水：采用自来水。
4、主要试验内容根据试验目的，确定本次试验主要内容为：1）尾砂物理力学性质及化学成分测定（1）测定金鑫金矿尾砂原料的物理力学性能，主要包括比重、容重、含水率、孔隙率、自然安息角和渗透系数等；（2）测定并分析尾砂的化学成分；（3）测定尾砂的粒级组成；（4）测定尾砂的压缩系数和压缩模量。
2）充填料配比试验（1）尾砂添加水泥后的固结特性研究，选取至少2个不同浓度和3个不同灰砂比的组方进行试验（2）根据试验结果推荐尾砂充所需的充填材料配比参数。
4、技术指标和参数试验得到以下指标和参数：（1）尾砂原料的基本物理力学参数，主要包括比重、含水率、密度、孔隙率、休止角和渗透系数等；（2）尾砂的粒级组成；（3）各组方充填料的比重、含水率等；（4）不同养护龄期（7d、28d、60d）下的各组方的充填体单轴抗压强度、弹性模量等；（5）充填体不同养护龄期（7d、28d、60d）劈裂强度，计算其内摩擦角和粘结力，并绘制莫尔应力圆。
5 试验方法和方案本实验主要是在对尾砂进行物理力学性能测定和化学成分分析的基础上，选择不同充填配比进行室内充填体试块制作，测定其养护期为7d、28d、60d充填体单轴抗压强度和典型试块的7d、28d、60d劈裂强度，绘制摩尔圆，并求解内摩擦角及粘结力。
在得到以上物理化学性质分析结果和强度试验等结果后，对其进行技术经济分析，推荐尾砂材料充填所需的充填材料配比参数。
金属矿山全尾砂胶结充填技术的发展
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。
全尾砂胶结充填技术在吴庄铁矿的应用
摘
要
针对 吴庄铁矿 采矿 的 复杂情 况 ， 采取 全尾砂 胶 结充填技 术进 行矿 石 回采 ， 选取合 适 的
全尾砂胶 结充填 浓度 固化
尾砂 浓度 ， 对全 尾砂胶 结 充填采矿 法 的推 广起 到积 极作 用 。 关键 词
吴庄 铁矿原 采 矿设 计 采 用 无底 柱分 段 崩 落法 ， 但采 矿过 程 中发 现地 压显现 较为 严重 ， 巷道 片帮 、 顶 板 下沉 、 喷锚支 护开 裂 等 情 况发 生 ； 外 ， 矿 地 下 此 该 涌水 量较 大 。针 对 上述 问题 ， 了安全 生 产 和 减 少 为 损失 与贫 化 ， 设计 提 出分段 空场 嗣后充 填采矿 方法 。
３ 全尾砂充填工艺
高浓度全尾砂胶结充填设计 内容是充填站及管 网布置。充填站主要 由砂仓 、 水泥仓 、 给料及搅拌制
浆装置组成， 充填料输送则 由充填钻孑 与井下输送 Ｌ 管道构成的充填管网承担 。
一
赵运涛 （９ ３ ） 男 ， １８ 一 ， 助理工程师 ，４ ０ ０安徽省马鞍山市经 济 ２３ ０ 开发 区西塘路 ６ ６号 。 ６ ６ ０
率计算充填采场的排水量 ； 充填料浆浓度 Ｃ 超 过 ６％水泥离析现象基本 消失 。 ８
浆后 立式 砂仓 底 部放 砂 管 放 出 的浓 度 为 ７ ％ 左 右 ０ 的砂 浆 ， 水泥 仓底 部 由螺 旋 给料 机 给 出的水 泥 按 一 定 比例一起 加 入高浓 度搅 拌 槽搅 拌 ， 成 ７ ．％ ～ 制 ３６ ７ ． ％ 的高 浓 度全 尾 砂浆 ， ５９ 经充 填 钻孔 输 送 至井 下
一
＝ 充填方法的选择 ｌ
矿 山充 填 的主要 问题 是充 填 材 料选 择 ， 据 充 根 填骨 料 的不 同 ， 目前 国 内外 应 用 于 采 矿 的充 填 工 艺 主要 有尾 砂 胶 结 充 填 和废 石 胶 结 充 填 等 ¨ 。 根据 吴庄 铁矿 现有条 件 ， 确定采 用全尾 砂胶 结充填 方案 。
上向分层进路胶结充填采矿法采矿
上向进路充填采矿法说明上向进路充填采矿法是一种自下而上，以巷道掘进的方式进行回采，在进路掘至设计位置后并进行充填的采矿方法。
它是在每一水平分层布置若干条进路，按间隔或逐条进路的顺序回采，整个分层各条进路回采充填后，再回采上分层进路。
因在原岩下作业，要求矿岩较稳固，在巷道拉开后，顶板不会垮塌。
上向分层进路全尾砂胶结充填采矿法，对整个采场而言，以分层方式由下向上逐层回采，每分层划分成若干进路。
以进路为单位回采与充填，各进路间隔回采，采后胶结充填，待一期进路充填养护足够时间之后，再回采二期进路。
整个分层各采场进路回采充填后，再回采上分层进路。
该法的主要优点：（1）适应性强，对形态复杂和产状变化大的矿体，能有效进行回采。
（2）回采进路顶板暴露面积较小，一般只需锚杆或金属锚网护顶，就能保证回采作业的安全。
（3）回采工作可同时在多条进路内进行，实现凿岩、爆破、支护、出矿和充填等工序平行交替作业，提高了无轨自行设备的效率和采场生产能力。
（4）矿石回采损失率和贫化率低，资源回收率高。
（5）由于每条进路回采后，都及时进行了充填，有效地控制了顶板暴露面积与暴露时间。
该法的主要缺点：（1）采场为独头巷道型通风，通风效果相对较差。
（2）进路充填需进行接顶，充填工作复杂。
（3）进路胶结充填，采矿成本较高。
（4）采场采用浅孔凿岩爆破，采场生产能力不高。
IV号岩体1830中段：采场布置与结构参数：中段高度为60m,采场宽为矿体水平厚度，长为矿体走向长度，分层高度3m。
进路沿矿体走向布置，长为矿体走向长度，宽为3〜4m采准切割：根据现有工程布置和矿岩稳固性采准工程布置在矿体侧翼。
主要的采切工程有：1830水平有轨运输巷，溜井、人行措施井，溜井联络巷，人行井联络巷，分层联络巷，73线通风上山（充填回风井）。
其中溜井口通过锚杆焊接钢轨做为挡板，充填前采用钢筋混凝土封堵，封堵长度大于2m。
回采工艺：回采顺序为自下而上逐层进行。
分层联络巷垂直矿体走向布置在矿体侧翼，分层联络巷规格为3mx2.6m （宽X高），进路垂直分层联络巷布置，进路规格为3~4mX3m,（断面为9〜12m2）,进路回采为隔一采一凿岩采用YT-28型凿岩机凿岩，炮孔深度2.3m,布孔见炮孔布置图。
铁矿全尾砂胶结充填技术研究
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。
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。
全尾砂胶结充填工艺在铜绿山矿生产中的应用
集料 的级配 比。
表 １ 铜绿山矿充填 集料 的级配 比
地表附近， 该区内已编号 的矿体有 １ ， ２个 矿体倾向 东南 ， 倾角 ６ 。一８ 。矿 体 节理 发 育 ， 中等 稳 固 ， ０ ０， 属
矿体 顶 、 板 主要为矽 卡岩 组 ， 大理 岩 、 长石 、 底 有 斜 矽
多年 的实 践 ， 历 了以下几 个 阶段 。 经
（ ） 山水泥 和砂 。水 泥用 量 既决 定 了充 填体 ２矿
强 度 ， 是影 响充填 成本 的最重要 因素 ， 又 因而是充填 工 艺 中设 计 的核心 ， 在大量 试验 的基 础上 ， 绿 山矿 铜
逐 渐形 成 了 自己的矿 山水 泥配 比浓度 。既能 保证充
．
（ ）０世 纪 ８ ２２ ０年 代 后 ， 长 沙 矿 冶 研 究 院合 与 作 ， 用炉 渣 作 为 充 填 料 ， 管 道 水 力 输 送 到 采 空 采 用 区 。水 砂充填 工 艺 大 幅度 提 高生 产 效 率 ， 但水 砂 充
填体 强度不 高 ， 重影 响损失 和贫 化指标 。 严 （ ）０世 纪 ９ ３２ ０年 代 ， 德 国 引进 膏 体 充 填 设 从 备 ， 用全 尾砂胶 结充 填工艺 。实践发现 ， 采 尽管 充填 体强 度有很 大提 高 ， 充 填 成本 却 大 大 增加 。矿 山 但
（ ． 冶有 色金 属 公 司 ；． 汉 理 工 大 学 ） Ｉ大 ２武
摘
要： 现代 矿 山开采对 环境 造成 的破 坏 日益加 剧 ， 环境 保 护越 来越 为Ａ．１ 重视 ， ４所 ＇ Ｊ 从环 保 角
度 来看 ， 填采矿 法有 着很好 的发展 前景 ， 充 分析 了充 填采 矿 法发展 的制 约 因素 ， 大冶有 色铜绿 山矿
全尾砂高浓度充填技术规程
全尾砂高浓度连续充填技术规程目录全尾砂 (1)高浓度连续充填技术规程 (1)一、充填前期准备 (3)1. 地表系统 (3)2. 井下充填设施 (3)3. 其他准备 (3)二、全尾砂充填料浆制备工序技术规程 (3)1. 范围 (3)2. 术语 (4)3. 技术规程 (4)4. 尾砂进料 (5)5. 放砂及充填料浆制备 (5)6. 停车顺序 (8)一、充填前期准备1.地表系统1.1.尾砂输送泵房设备、仪表、管线、阀门、事故放空池等检查与维护；1.2.尾砂输送管线巡查，检查管线是否正常；1.3.絮凝剂制备设备、仪表、流量泵、管线、阀门检查与维护；1.4.充填搅拌站内设备、仪表、管线、阀门、控制系统检查与维护；1.5.尾砂进料管线、放砂管、溢流管及药剂（絮凝剂等）管线检查；1.6.水泥添加系统检查；1.7.地表通讯设施检查与维护；1.8.搅拌机械、电器设备、进出口阀门检查与维护；1.9.高压水源、常压水源供给情况检查；1.10.压气设备检查与维护。
2.井下充填设施2.1.井下通讯设施检查与维护；2.2.采场底部结构、充填挡墙检查及渗漏治理；2.3.充填主管路管线检查、安全检查及隐患处理。
3.其他准备3.1水泥30t，絮凝剂～200kg；3.2对讲机4个，手电筒2个，浓度壶2个（不锈钢），电子秤1台（精度1g），取样勺一个(手柄长～1.5m)，简易手持砂面料位计（用20m皮尺绑重块制作）。
二、全尾砂充填料浆制备工序技术规程1.范围本规程规定了全尾砂高浓度充填料制备工序的基本准则，具体细节可根据实际情况酌情调整。
本规程适用于尾矿胶结充填站充填料浆制备工序。
2.术语下列术语和定义适用于本规程：2.1.高浓度尾砂胶结充填：指将选矿厂产出的尾砂浆体浓缩至一定浓度（如68%～72%）以上，与一定比例的胶结材料混合搅拌制备均匀后通过管路回填至井下采空区的过程和作业；2.2.灰砂比：指尾砂胶充填作业中胶结材料与尾砂干量的质量比（如1:6）；2.3.活化：指为了使得砂仓浓密（压缩）后的高浓度顺利排出，通过高压风、水，使砂仓内的尾矿流态化的过程；2.4.破拱：指当尾砂在立式砂仓内经过长期压缩产生死角和板结，为加速尾砂实现流态化，在不动用砂仓内的高压风水造浆喷嘴系统的条件下，采用独立的高压水，从而实现砂仓内的高浓度尾砂浆迅速排出。
全尾砂胶结充填技术在杨山铁矿的应用
全尾砂胶结充填技术在杨山铁矿的应用【摘要】为最大限度的回收矿产资源，保证矿山安全生产，实现矿山绿色开采，本文针对杨山铁矿床地质及开采技术条件进行了简要分析，提出采空区采用嗣后全尾砂胶结充填。
并说明矿山采用嗣后胶结充填的矿石回采率比不进行充填的矿石回采率高18%左右。
【关键词】全尾砂充填；充填管道；尾矿库；绿色开采1、前言庐江县矾山矿业有限公司杨山铁矿为一矿体埋藏较浅、资源零散，由杨山矿段和阳山洼矿段组成的小型矿山。
目前矿山分两个采区，一采区开采Ⅱ号矿带（回收原开采剩余铁矿资源）的矿体，二采区开采Ⅳ号矿带的矿体。
由于两矿体相距400～500m，独立开采。
整个矿山设计规模为30万t/a，两采区分别15万t/a。
由于矿体规模较小，形态不规则，分布零星，总的控制程度不足，矿山已近多年的露天开采，且在Ⅱ号和Ⅳ号矿带上部形成了多个露天采坑，从而给Ⅱ号和Ⅳ号矿带的地下采矿工作带来了困难。
针对上述问题，矿山对采空区进行了嗣后全尾砂胶结充填。
全尾砂胶结充填采空区是对尾砂进行环保处理，实现矿山绿色开采的新技术，同时具有保护生态、防止大规模地压，节约尾矿库占地、充分回收资源等诸多优点。
2、矿床地质及开采技术条件杨山铁矿床为小型岩浆后期贯入型（大庙）矿，两采区共12个独立矿体，主要赋存于辉石斜长正长岩中，从构造来说，矿体主要分布于构造破碎发育地段。
Ⅱ号矿带总体走向SN，走向长400m，矿体倾角向E，倾角14～45°，个别0～5°，矿体平均厚16～29m，矿带赋存标高+45～-121m；Ⅳ号矿带总体走向NE70°，走向长350m，矿体倾向NW，倾角15～35°，矿体平均厚9～42m，矿带赋存标高+46～-204m。
矿体多呈不规则层状或似层状，矿体围岩为辉石正长岩或辉石斜长正长岩岩。
矿床前期为露采矿山，矿体位于地下水位线以上，但深部开采趋于复杂，矿床水文地质条件中等。
由于裂隙发育，蚀变强烈，边坡围岩稳定性差，矿区已出现坍塌、滑坡等不良地质现象，矿床工程地质条件中等。
尾矿回填-全尾砂胶结充填工艺
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。
全尾砂胶结充填技术在马庄铁矿的应用
套 全尾 矿 胶 结充 填 采矿 工 艺 系统 是企 业 发 展壮
大的必行之路 。 ２３ 充填料浆 的制备 ．
收稿 日期 ： １— ４ ２ ２ ００— ０ ０ 作者简介 ： 波 ， ， ８ 年生 ，０４ 王凤 男 １ １ ９ ２０ 年毕业 于辽 宁工程技术大学 环境监测与环保技术专业。现为莱芜矿业有限公司马庄铁矿助理 工程师 ， 从事充填技术工作。
及 引进先 进工 艺技术 ， 一步进 行完 善 、 化 ， 进 优 形成 了一套 国 内比较先进 的全尾砂 胶结充填工 艺系统 。
２１ 立式砂仓 ．
浆 岩 主要 分 布于 矿 区西 北 部 ， 为矿 体底 板 ， 作 主要
为 黑 云母 辉石 闪长岩 ， 透辉 石 闪长 岩 和 闪长 岩 ， 三
边居 民带来 较大 的影 响 ， 同时尾 矿库 的存在 给周 边
村庄带来极 大的安全 隐患 。 自２ 世 纪 ６ ０ ０年代 ， 发达 国家 广 泛采 用 技 术手 段， 运用 工业 生 态 学方 法 ， 即利用 采 矿 和选 矿 工序
看 出 ， 固粉 作 为胶结 材料完 全 满足井 下采矿 工艺 胶 要求 ， 成本 较低 。采 用空气 压缩 机作气 源 的散装 且
马庄铁矿选 厂年产尾砂 ３ 万 ｔ ０ 左右 ， 砂密实 固 尾 体 密度为 ２６０ｋ／３ 散 固体密 度为 １ ０ ｇ １ ｇｍ 松 ０ｋ／ ， ６ ｍ 空 隙率 ３．％。根 据采 矿 工艺 技术 要 求 ， ８７ 充填 料 浆
根 据 马庄 铁 矿 选 矿厂 的选 矿能 力 以及 地 下采 区充 填量 ， 主井 利 用钢 筋混 凝 土构筑 了 ２ 圆锥 在 个
者 均 分 布 于 岩 体 与 矿 体 的 接 触 带 上 并 呈 过 渡 关 系 。 马庄 铁矿 矿 床属 于 高 温热 液 接触 交 代矽 卡 岩 型 磁 铁 矿床 ， 体 产 于 闪长 岩 和 大 理 岩 的 接触 带 矿
尾矿回填工艺方法-尾矿库处理方案-尾矿胶结充填
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。
全尾砂充填工艺设计方案的建议
微山稀土矿全尾砂充填工艺设计方案的建议
为完善我矿全尾砂嗣后充填及胶结充填工艺，特提出以下方案，请设计院予以参考：
修缮现有砂泵房，更新为两台KZJ50-64型渣浆泵(一工一备)，选矿厂尾矿自流进入泵站矿浆池，经KZJ50-64型渣浆泵经内径为100mm的普通无缝钢管输送至现有立式砂仓顶部给料器（特制）进入砂仓，不需要用旋流器脱泥分级。
尾矿浆体进入现有立式砂仓之后在顶部给料器的作用下，粗、细粒级以自由沉降和干涉沉降的方式沉入仓底存积，微细粒级呈悬浮状态随溢流进入新建立式砂仓。
新建的立式砂仓在含有微细粒级的溢流进入之后将产生上向流，其流速等于或小于微细粒级的沉降速度（已由试验求得），所以顶部为上清水（固体矿物含量达标），上清水返回选矿厂回水系统循环利用，实验证明可以节省选矿药剂、稳定浮选指标。
剩余的上清水从溢流管排出，溢流管与污水处理厂输送管连接，溢流可以自流进入污水处理厂经处理后排放。
现有立式砂仓存积的粗、细粒级尾砂在平面流态化造浆系统的作用下，以大于70%的浓度排出进入充填站制浆系统，制浆后充填于井下采空区。
新建的立式砂仓内沉积的微细粒级（细泥）也是在平面流态化造浆系统的作用下，可以根据需要以不同的浓度经放矿管排出，放矿管可以直接与细泥输送泵连接，输送至尾矿库。
细泥输送泵可以首选4台KZJ50-46型渣浆泵(两台串联，两工两备)，也可以选择2台QGB-40/1.6型水隔离泵(一工一备)。
细泥输送泵有效工作时间较短，每天一个班次足可完成输送任务。
如果井下不具备充填条件，或停止充填时，选矿厂尾矿可以全部进入新建立式砂仓，实行全尾砂浓缩脱水，脱水后的尾砂浆体可以用以上砂泵全部以较高的浓度输送至尾矿库。
全尾砂胶结充填技术应用和改造实施膏体充填探讨课件
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2.3.2全尾砂胶结充填系统
• 根据试验结果，设计建设了全尾砂胶结充填系统 ，于1994年7月建成投产，
• 受场地的限制，系统全部建在矿区院内，由充填 料浆制备系统由尾砂输送线；水泥输送线；供水 线和砂浆制备线四条生产线组成。
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全尾砂胶结充填料制备站工艺流程图
压，实现不留矿柱开采，可以大幅提高矿石回采
率，延长了矿山寿命，充分利用了矿产资源，获 得巨大的经济效益和社会效益。
•
公司在此基础上，进一步对采矿工艺的结构
参数进行优化，将矿块划分成一、二步回采矿房
，不留矿柱，先回采一步矿房，全尾砂胶结充填
后，再回采二步矿房，形成了不留矿柱的分段空
场嗣后充填采矿新工艺，提高矿石回采率20%以
• 堵水效果达85%以上，保障了矿床的安全开采， 开辟了我国特大水矿山帷幕注浆治水的先河。
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• 1993年矿山与长沙矿山研究院合作成功研究应用 了具有国际领先水平的全尾砂胶结充填综合技术 ，建成了国内第一个全尾砂胶结充填系统和高炉 水渣细磨系统，实现了选矿不设尾矿库的绿色选 矿目标。在此基础上，进一步完善采矿工艺，形 成了不留矿柱的分段空场嗣后充填采矿新工艺， 提高矿石回采率20%以上。资源化综合利用废石 和矿坑水，将采矿的废石加工成建筑用的石子， 将矿坑水输送到集团供冶炼使用。实现了采矿、 选矿、充填互为原料、综合平衡的良性闭路循环 ，建成了年产矿石50万吨，铁精粉33万吨的安全 、高效、无废排放的生态文明矿山。
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• 造成的原因主要有两方面：
• 一是尾砂给料不均匀。由于尾砂属于高细度有粘 性物料，压滤后呈块状，通过振动漏斗给料极不 均匀，造成皮带秤计量误差较大，影响灰砂比和 料浆浓度。
结合尾砂干排技术的全尾砂胶结充填工艺_龚益材
表 １ 全尾砂基本物理力学性质参数 Ｔ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｕ ｎ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｔ ａ ｉ ｌ ｉ ｎ ｓ ｈ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｐ ｇ ｐ ｙ
该工艺的特点是对进砂浓度无要求采用立式砂仓进砂尾砂沉降脱水包括溢流脱水和自然沉降后阶梯阀脱水尾砂脱水后可开始造浆采用全仓流态化造浆造浆方式以压气造浆为主为解决仓底沉积采用风水联动辅助造浆充填料浆制备采用双轴搅拌活化搅拌的两段搅拌
矿山部分 ） ６ 卷 第 ２ 期 有 色 金 属 （ ０ １ ４年３月 第６ ２
［ １］
十多年研究与实 践 ， 形 成 几 套 经 典 工 艺。由 于 全 尾 砂胶结充填技术的核心工艺在于尾砂脱水即制备工 艺， 因此将目前应用 较 多 较 成 熟 的 工 艺 归 纳 为 以 下 三类 ： 第一类 ： 立式砂仓沉降脱水＋风水联动造浆＋ 两段搅拌 ， 由长 沙 矿 山 研 究 院 开 发 。 该 工 艺 的 特 点 是对进砂浓度无要求 ， 采用立式砂仓进砂 ， 尾砂沉降 脱水包括溢流脱水 和 自 然 沉 降 后 阶 梯 阀 脱 水 ， 尾砂 脱水后可开始造浆 ， 采用全仓流态化造浆 ， 造浆方式 以压气造浆为主 ， 为解决仓底沉积采用风水联动辅 助造浆 ， 充填料浆制 备 采 用 双 轴 搅 拌 ＋ 活 化 搅 拌 的 两段搅拌 。 应用该 工 艺 的 矿 山 有 李 楼 铁 矿 、 草楼铁 矿、 武平悦洋银多金属矿等 。 第二类 ： 卧式砂仓沉降脱水＋压气造浆＋两段 搅拌 ， 由长沙矿 山 研 究 院 开 发 。 该 工 艺 的 特 点 是 采 用仓底相对较大的 卧 式 砂 仓 ， 以确保进砂过程中砂
新型全尾砂胶结充填采矿工艺
1.2水泥储存给料线
• 选用普通硅酸盐水泥作为胶结剂。散装水泥由散
装水泥罐车运至充填站后,通过吹灰管吹灰卸入散 装水泥仓中。为了防止各种杂物进入水泥仓,吹灰 管上设置有过滤装置。散装水泥仓直径5. 0 m,总 高约21m,有效容积为200m3,可储存水泥260 ,t能 满足充填系统连续运行要求。水泥仓顶设置人行 检查孔、雷达料位计及袋了保证充填料浆制备浓度、流量及配比的准确
及稳定,充填站设立了完善的自控系统,对充填系统
各运行参数进行检测和调节。
• 系统自动检测的参数主要有:全尾砂放砂流量、水
泥给料量、调浓水量、充填料浆流量、充填料浆
浓度、水泥仓料位。
• 系统自动调节的参数主要有:全尾砂放砂流量、水
泥给料量、调浓水量。
• 水泥仓底部设置有螺旋闸门及双管螺旋给料机。
充填时打开螺旋闸门,启动双管螺旋给料机即可向 搅拌机定量供给水泥。水泥给料量由螺旋电子秤 检测。双管螺旋电机采用变频调速,改变螺旋转速 即可改变水泥给料量,以满足不同灰砂比及生产能 力的要求。
1.3调浓水供给线
• 充填站设置一条供水管道,由水泵加压供给压力水,
新型全尾砂胶结充填采矿工艺
1、充填系统
• 充填系统主要由全尾砂储存供料线、水泥储存供
料线、调浓水供给线、充填料浆制备与输送、自
动控制及检测系统等组成。
1.1全尾砂储存供料线
• 充填站设有两套充填系统,每套充填系统设置两个
立式砂仓,砂仓直径10m,直筒体高度10m,总高22 m,每个砂仓容积850 m3。选矿厂全尾砂浓度为 10%,由渣浆泵直接输送至充填站的立式全尾砂存 储仓中。4个砂仓交替进砂和充填。砂仓进砂过程 中,中低浓度尾砂浆中的尾砂颗粒自然沉降在砂仓 底部,而水则通过砂仓顶溢流孔、溢流环道及回水
全尾砂胶结充填技术应用和改造实施膏体充填探讨.pptx
• 受场地的限制，系统全部建在矿区院内，由充填 料浆制备系统由尾砂输送线；水泥输送线；供水 线和砂浆制备线四条生产线组成。
全尾砂胶结充填料制备站工艺流程图
2.4料浆输送
• 经过计算充填倍线在3.5以内可以实现自流输送； 在充填倍线大于3.5区域当时选用混凝土输送泵加 压输送。经过试验混凝土输送泵间歇输送与连续 制浆不匹配，应用不成功，后来放弃了，全部采 用自流输送充填料浆。全尾砂胶结充填料浆通过 Φ125mm充填管沿25°的斜井自流到井下充填水 平，进入采空区充填。
• 借鉴小帷幕注浆堵水的成功技术经验，于1993年3 月到1996年12月，对矿床西段（7勘探线以西）的 矿体实施大帷幕注浆堵水工程。
• 堵水效果达85%以上，保障了矿床的安全开采， 开辟了我国特大水矿山帷幕注浆治水的先河。
• 1993年矿山与长沙矿山研究院合作成功研究应用 了具有国际领先水平的全尾砂胶结充填综合技术 ，建成了国内第一个全尾砂胶结充填系统和高炉 水渣细磨系统，实现了选矿不设尾矿库的绿色选 矿目标。在此基础上，进一步完善采矿工艺，形 成了不留矿柱的分段空场嗣后充填采矿新工艺， 提高矿石回采率20%以上。资源化综合利用废石 和矿坑水，将采矿的废石加工成建筑用的石子， 将矿坑水输送到集团供冶炼使用。实现了采矿、 选矿、充填互为原料、综合平衡的良性闭路循环 ，建成了年产矿石50万吨，铁精粉33万吨的安全 、高效、无废排放的生态文明矿山。
• 张马屯铁矿床是国内罕见的大水矿床，水文条件 极其复杂，先后投入巨大资金进行水文地质勘探 和地下水治理工程。
• 在1970～1975年对该矿床进行了大规模的水文地 质勘探，表明该矿床水文地质条件极为复杂，矿 坑涌水量特别大，预测﹣360（最低开采水平）坑 道涌水量41.4万m3/d。
夏甸金矿分级尾砂胶结充填工艺
不同配比分级尾砂 胶结充填料浆塌落度
4 胶结充填力学性能
分级尾砂胶结充填体 力学性能
▪ 单轴抗压强度
✓ 随着料浆浓度、灰 砂比的增加，充填 体的单轴抗压强度 均有所增加
✓ 灰砂比是影响分级 尾砂充填体强度的 主要因素，料浆浓 度为次要因素
4 胶结充填力学性能
分级尾砂胶结充填体力学性能
▪ 抗剪强度指标（变角剪切试验）
▪ 在相同配比条件下，充填 料浆的浓度对凝结时间的 影响程度，比水泥含量的 影响小
4 胶结充填力学性能
分级尾砂充填体坍落度试验
▪ 按产率65%分级出来的尾砂渗透性好，料浆浓度68~72%， 灰砂比1:6~1:10充填体强度、凝结时间及流动性等参数均能 满足矿山充填采矿的要求
无水泥分级尾砂充填料浆坍落度
沉砂尾砂粒度分布曲线图
溢流尾砂粒度分布曲线图
4 胶结充填力学性能
分级尾砂充填体渗透试验
▪ 测定全尾砂的渗透系数k
✓ 影响因素：包括充填体材 料颗粒的形状、大小、不 均匀系数和水的粘滞性等
✓ 采用室内模拟采场分级尾 砂充填过程来近似测定其 渗透系数
4 胶结充填力学性能
分级尾砂充填体渗透试验
▪ 测定全尾砂的渗透系数k
▪ 粒级测定
✓ 采用Mastersizer3000型激光衍射粒度分析仪测定粒级分布
粒径 （μm） 5.21 11.20 21.20 51.08 76.00 98.1 211 400 976
累计 （%） 14.71 8.097 36.04 39.26 53.06 57.57 75.31 92.37 100
▪ 从灰砂比来看，胶固粉（胶 凝材料）添加量是决定充填 试块强度的决定因素
▪ 充填料浆浓度的确定，原则 上是在工艺可行的情况下， 填料浆的浓度越大越好
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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。
这样就打破了水泥浆中的絮状结构，提高水泥的活化性能，同时料浆表现出良好的流动性，且相对离析率低。
由河南省荥阳市矿山机械制造厂专业供应的高浓度矿浆搅拌桶的优势特点：1、结构简单，检修操作方便；2、搅拌叶轮具有耐磨、耐腐蚀能力；3、搅拌介质浓度可高达75%。
高浓度矿浆搅拌槽主要特点是螺旋桨式叶轮直径加大，循环筒直径大于槽体内径的三分之一，循环筒上的开孔数及孔径都有所增加，提高了各孔的循环矿浆
量（尾矿混合物）。
该搅拌槽可用于浓度在50%-70%（按质量计）固体、粒度小于1mm的矿浆及非金属矿物矿浆的搅拌均匀。
河南省荥阳市矿山机械制造厂可按客户的不同需求和筒径大小设计制造。
注明：由于搅拌浓度较高，其电机功率相应都比较大。
3、管路输送系统
全尾砂供给线，选厂全尾砂料浆通过浓密机浓密后，其底流由渣浆泵加压通过管道输送至充填站的尾砂存储仓中。
全尾砂料浆在砂仓通过自然沉降脱水后，打开压气造浆喷嘴以对砂仓中的全尾砂进行压气造浆。
待砂仓中全尾砂造浆均匀后，则打开放砂阀通过放砂管向搅拌机供给全尾砂料浆。
水泥供给线，散装水泥由散装水泥罐车运至充填站后，通过吹灰管吹卸入水泥仓中。
充填时打开螺旋闸门，启动双管螺旋给料机即可向搅拌机供给水泥。
水供给线，充填站设置一条供水管道，由高位水池供给压力水，以供冲洗设备、疏通管道及调节充填料浆浓度。
充填料浆的井下输送线，充填料经两段搅拌均匀后制备成浓度适中、流动性良好的充填料浆，通过自流或泵压的方式将充填料浆输送至井下采空区进行充填。
4、自动检测及调节系统
为了保证充填料浆制备浓度、流量及配比的准确及稳定，充填站需要建立完善的自控系统，对充填系统各运行参数进行检测和调节。
系统自动检测的参数主要有：全尾砂放砂流量、水泥给料量、调浓水量、充填料浆流量、充填料浆浓度。
系统自动调节的参数主要有：全尾砂放砂流量、水泥给料量、调浓水量。
三、全尾砂胶结充填技术的应用：
通过利用全尾砂对采空区进行有效充填，可以从根本上解决矿产资源开采带来的环境和安全问题，同时还能充分地回收矿产资源，对促进采矿工业与资源、环境、安全和经济的协调发展有着重要的意义。
1、减少矿山固体废料排放，实现无尾化矿山生产，避免了尾砂的工业占地，节省尾矿库征地、建设和维护费用，同时也避免了可能造成的对大气、水体、土壤的污染，对保护地表生态环境具有重要的意义。
2、可以有效地阻止岩层发生明显的移动，防止地表塌陷，实现“三下”安全开采和优先开采下部或下盘富矿而不造成矿产资源的破坏，保护远景资源。
3、可以有效地控制地压，控制局部和区域岩层片落破坏，提高回采作业的安全性，减小采场冒顶事故风险，同时还可以缓解深井开采时岩爆的威胁。
4、通过尾砂充填可以安全地对残矿进行回采，从而提高矿石回采率，提高矿山经济效益。
在当代所废弃的废料中，大量的属于远景资源，因缺乏足够认识而往往难以激发人们的保护意识。
事实上，在地面难以长期安全保存的这些废料，特别是选矿尾砂充填在井下采空区，将是一种最可靠、最经济的储存保护方式，使人类在发展过程中可随时利用这些矿产资源，以实现矿产资源的二次利用。