全尾砂胶结充填技术应用和改造实施膏体充填探讨.pptx
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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。
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。
• 确定采用“以堵为主，排、堵结合”的防治水方 法。1975年12月至1979年9月对7勘探线以东、水 文地质条件相对简单的Ⅰ号矿体实施了小帷幕注 浆堵水试验工程。
全尾砂胶结充填技术应用 和改造实施膏体充填探讨
冯英俊
济南钢城矿业有限公司 2013年12月
主要内容
• 企业基本情况 • 全尾砂胶结充填技术及应用 • 高炉水渣代替部分水泥充填 • 全尾砂胶结充填应用综合评价 • 需要改进完善的问题 • 改造全尾砂胶结充填系统实施膏体充填的
探讨
1.企业基本情况
• 济南钢城矿业有限公司原为济南张马屯铁矿，位 于济南市的东郊，1966年11月建矿，因水文地质 条件复杂,1977年11月部分投产，形成年产20万吨 矿石的生产规模。1990年并入济南钢铁集团公司 ，称为济钢张马屯铁矿，2000年根据济钢股份公 司上市需要，注册为有限责任公司，是济南钢铁 集团有限公司的全资子公司。矿山在1993～1997 年实施扩产工程后，生产能力达到年产原矿50万 吨、铁精矿33万吨。现已发展成以自有矿山采选 生产为主，外购矿石、煤炭加工并举的综合型资 源企业，成为济钢集团公司的重要原料基地。
• 如果将选厂产出的尾矿，全部充入井下采空区， 既解决了地表无法设尾矿库的难题，又满足了井 下充填料的需求。同时在尾矿中再加入一定量的 胶凝材料，保证充填体达到适宜的强度，使回采 矿柱成为可能，提高了矿石综合回收率，充分利 用矿产资源，可获得更好的技术经济效果。
• 经过慎重决策，矿山从1993年6月开始与长沙矿山 研究院合作，共同试验研究和应用全尾砂胶结充 填技术，目标主要有两个：其一是解决充填料的 不足和地表无法建造尾矿库，选厂尾砂须返回井 下充填采空区，实现采、选、充的综合平衡；其 二是回采矿柱，提高矿石的回收率。全尾砂胶结 充填技术的成功研究应用实现了预期的目标。
• 建矿以来一直开采的张马屯铁矿床，属矽卡岩型 磁铁矿床，位于矿区中部济南辉长岩体东部接触
带，是济南铁矿区中规模较大的一个隐伏矿床， 由Ⅰ、Ⅱ号两个主要矿体和少量零星矿体组成。 矿体范围内为平原地形，地势平坦，标高在29～ 33m之间。地表为村庄农田，又紧邻胶济铁路和
公路，无河流通过，无汇水体，矿体埋藏深。累 计探明储量2883.8万吨，平均地质品位54%，属高 硫半自熔高炉富矿。
• 公司在帷幕注浆堵水和全尾砂胶结充填技术方面 积累了比较丰富的经验，为国内地下金属矿山提
供了范例，在一些同类型矿山已得到了很好的应 用；也被教材、专家学者研究引用。
Байду номын сангаас
2.全尾砂胶结充填技术及应用
2.1项目背景
• 矿山扩产，将原矿生产能力提高到50万吨，同时 建设选矿厂。扩产带来两个问题：一个是充填料 的来源。矿山地表为村庄农田，又紧邻胶济铁路 和公路，不能塌陷变形，必须充填。矿山年产原 矿50万t,每年形成约12万m3的采空区，需充填料 20万t，而井下产生废石只有3～4万t，大量充填 料靠外购或建采石场解决，经济上不合理，也难 以实施。另一个是尾矿的堆存。为了满足炼铁的 精料需求，建设选矿厂，生产品位65％以上的铁 精矿。而矿山紧邻高新技术开发区，在矿区内或 附近无建尾矿库的合适场地，无法解决尾矿排放 问题。
2.5灰砂比和料浆浓度
• 在料浆浓度为54～67％，张马屯铁矿的灰砂比1： 4，1：5，1：6， 60天龄期单轴抗压强度在0.85～ 2.38MPa，大部分在1.0～1.68Mpa。
2.2难点
• 张马屯铁矿的充填材料是选场的脱水不分级尾砂 。受矿石中含有的绿泥石、矽卡岩等成分影响， 尾砂泥化严重，粒级极细，﹣200目的颗粒约占 60%，特别是﹣400目的颗粒所占比例达40%；尾 砂的比重为2.8t/m3，松散容重1.17-1.2t/m3。
2.3全尾胶结料浆制备系统
2.3.1全尾砂胶结充填工艺
• 采用高速活化搅拌工艺，将浓密脱水后的选矿尾 砂按一定的灰砂比，与适量的水泥和水混合，先 经双轴搅拌机初步搅拌后，再经高速搅拌机进行 强力活化搅拌，制成浓度60％左右的全尾砂料浆 ，通过Φ125mm充填管自流输送充填采空区，形 成的充填体自立高度可达60m，具有良好的稳定 性。
2.3.2全尾砂胶结充填系统
• 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。
• 确定采用“以堵为主，排、堵结合”的防治水方 法。1975年12月至1979年9月对7勘探线以东、水 文地质条件相对简单的Ⅰ号矿体实施了小帷幕注 浆堵水试验工程。
全尾砂胶结充填技术应用 和改造实施膏体充填探讨
冯英俊
济南钢城矿业有限公司 2013年12月
主要内容
• 企业基本情况 • 全尾砂胶结充填技术及应用 • 高炉水渣代替部分水泥充填 • 全尾砂胶结充填应用综合评价 • 需要改进完善的问题 • 改造全尾砂胶结充填系统实施膏体充填的
探讨
1.企业基本情况
• 济南钢城矿业有限公司原为济南张马屯铁矿，位 于济南市的东郊，1966年11月建矿，因水文地质 条件复杂,1977年11月部分投产，形成年产20万吨 矿石的生产规模。1990年并入济南钢铁集团公司 ，称为济钢张马屯铁矿，2000年根据济钢股份公 司上市需要，注册为有限责任公司，是济南钢铁 集团有限公司的全资子公司。矿山在1993～1997 年实施扩产工程后，生产能力达到年产原矿50万 吨、铁精矿33万吨。现已发展成以自有矿山采选 生产为主，外购矿石、煤炭加工并举的综合型资 源企业，成为济钢集团公司的重要原料基地。
• 如果将选厂产出的尾矿，全部充入井下采空区， 既解决了地表无法设尾矿库的难题，又满足了井 下充填料的需求。同时在尾矿中再加入一定量的 胶凝材料，保证充填体达到适宜的强度，使回采 矿柱成为可能，提高了矿石综合回收率，充分利 用矿产资源，可获得更好的技术经济效果。
• 经过慎重决策，矿山从1993年6月开始与长沙矿山 研究院合作，共同试验研究和应用全尾砂胶结充 填技术，目标主要有两个：其一是解决充填料的 不足和地表无法建造尾矿库，选厂尾砂须返回井 下充填采空区，实现采、选、充的综合平衡；其 二是回采矿柱，提高矿石的回收率。全尾砂胶结 充填技术的成功研究应用实现了预期的目标。
• 建矿以来一直开采的张马屯铁矿床，属矽卡岩型 磁铁矿床，位于矿区中部济南辉长岩体东部接触
带，是济南铁矿区中规模较大的一个隐伏矿床， 由Ⅰ、Ⅱ号两个主要矿体和少量零星矿体组成。 矿体范围内为平原地形，地势平坦，标高在29～ 33m之间。地表为村庄农田，又紧邻胶济铁路和
公路，无河流通过，无汇水体，矿体埋藏深。累 计探明储量2883.8万吨，平均地质品位54%，属高 硫半自熔高炉富矿。
• 公司在帷幕注浆堵水和全尾砂胶结充填技术方面 积累了比较丰富的经验，为国内地下金属矿山提
供了范例，在一些同类型矿山已得到了很好的应 用；也被教材、专家学者研究引用。
Байду номын сангаас
2.全尾砂胶结充填技术及应用
2.1项目背景
• 矿山扩产，将原矿生产能力提高到50万吨，同时 建设选矿厂。扩产带来两个问题：一个是充填料 的来源。矿山地表为村庄农田，又紧邻胶济铁路 和公路，不能塌陷变形，必须充填。矿山年产原 矿50万t,每年形成约12万m3的采空区，需充填料 20万t，而井下产生废石只有3～4万t，大量充填 料靠外购或建采石场解决，经济上不合理，也难 以实施。另一个是尾矿的堆存。为了满足炼铁的 精料需求，建设选矿厂，生产品位65％以上的铁 精矿。而矿山紧邻高新技术开发区，在矿区内或 附近无建尾矿库的合适场地，无法解决尾矿排放 问题。
2.5灰砂比和料浆浓度
• 在料浆浓度为54～67％，张马屯铁矿的灰砂比1： 4，1：5，1：6， 60天龄期单轴抗压强度在0.85～ 2.38MPa，大部分在1.0～1.68Mpa。
2.2难点
• 张马屯铁矿的充填材料是选场的脱水不分级尾砂 。受矿石中含有的绿泥石、矽卡岩等成分影响， 尾砂泥化严重，粒级极细，﹣200目的颗粒约占 60%，特别是﹣400目的颗粒所占比例达40%；尾 砂的比重为2.8t/m3，松散容重1.17-1.2t/m3。
2.3全尾胶结料浆制备系统
2.3.1全尾砂胶结充填工艺
• 采用高速活化搅拌工艺，将浓密脱水后的选矿尾 砂按一定的灰砂比，与适量的水泥和水混合，先 经双轴搅拌机初步搅拌后，再经高速搅拌机进行 强力活化搅拌，制成浓度60％左右的全尾砂料浆 ，通过Φ125mm充填管自流输送充填采空区，形 成的充填体自立高度可达60m，具有良好的稳定 性。
2.3.2全尾砂胶结充填系统