井下废石胶结充填在深部矿山开采中应用.docVIP

井下废石胶结充填在深部矿山开采中应用 　　摘要：井下废石胶结充填是以矿山的掘进废石作为充填集料，以水泥或赤泥等作为胶结剂，经混合后充入采空区。此举不但大幅度降低充填成本，还可使矿山实现无废排放。 　　关键词：地下金属矿山 废石胶结充填 充填材料 充填输送工艺 　　Abstract: Underground waste stone cemented filling the void in mine excavating stone as filling aggregate to cement or red mud as cementing agent, by mixing filled with after mined-out area. It not only greatly reduce the cost of filling, still can make the mining waste discharge is realized. 　　Keywords: underground metal mine waste stone cemented filling filling materials filling conveying process 　　地下金属矿山开拓工程、采准切割工程及采场回采时势必会产生较多的废石。近年来，由于地表浅部资源即将开采完毕，很多矿山都已进入中深部开采。而随着矿山开采深度的增加，井下废石的提升运输费用也相应增加，提升难度也大幅度提高，而且废石提升至地表堆放，不仅需要废石堆场，而且耗费资金、占用大量土地，形成地表固体废弃物和粉尘，污染矿山生态资源。 　　矿山固体废弃物的处理是改善矿山环境的重要措施，它除用于工程建设外，经过一定工序后可用于井下采空区充填。考虑到提升费用及井上破碎产生大量粉尘污染空气环境等，对废石处理的最好方法莫过于在井下直接破碎后用于采场充填。 　　1、废石胶结充填工艺与技术特点 　　废石胶结充填以矿山的掘进废石或破碎废石作为充填集料，以水泥或赤泥等作为胶结剂，经自淋混合后充入采空区。其特点是在矿山内部充分利用矿山固体废物，通过破碎后的废石集料与胶结剂浆料分流输送和自淋混合工艺，以充填力学性能为目标实现最佳用水量充填，最大限度的降低能耗和胶结剂消耗。 　　废石胶结充填的充填料的成本低于细沙胶结充填料的成本，废石胶结充填体比砂浆胶结充填体的抗压性能好、收缩变形小。废石胶结充填充入采场后几乎不渗水，可避免对井下造成环境污染。 　　湖南宝山有色金属矿业有限责任公司开采西部2号砂岩复杂矿体时，在井下建立废石破碎系统，采用颚式和复合破碎机在井下对废石进行两级破碎，并开创性应用地下金属矿山废石破碎脱水网格振动筛，有效解决了高含水废石破碎堵塞复合破碎机的问题为实现井下废石不出坑，废石破碎骨料直接用于井下采场胶结充填创造了条件，并达到在破碎系统关键部位用密闭或半密闭方式抽出式通风除尘及收尘的目的。 　　废石胶结充填新技术是根据矿山充填的应用条件，为满足矿山充填的目标发展起来的。它既借鉴了混凝土学的基本原理，又在技术和工艺上具有其自身的鲜明特点。不但简化了工艺，而且拓宽了原料来源，大幅度降低了制造成本。因而使得废石胶结充填新技术充分显示了其新生命，在矿山具有广泛推广应用的前景。 　　废石胶结充填工艺的主题流程为：采集或制备废石集料，制备水泥浆或砂浆、废石集料与水泥砂浆分流输送到井下充填料混合点，水泥浆或砂浆在井下混合点通过自淋方式与废石集料初步混合制备成废石胶结充填混合料，通过机械输送或自重输送将胶结充填料充入采空区。 　　充填系统包括：废石集料制备站、水泥浆或砂浆制备站、料浆与废石充填系统以及井下充填系统。 　　废石胶结充填的综合特点包括：胶结充填料的配合要求和制造工艺简单，制造成本低；制造技术与工艺具有多样性；需要根据各矿山的具体条件进行试验研究后选用合理的充填方式与充填工艺。 　　废石胶结充填工艺与技术特征主要体现为：自然级配的废石集料；充填料自淋混合工艺；集料与胶结材料分流输送工艺和实现最佳用水量配合。 　　2、充填材料及制备 　　废石胶结充填材料包括废石集料和胶凝材料两部分。采用矿山废石作为充填集料，水泥作为胶凝材料。充填料制备包括废石集料加工、水泥浆或砂浆制备。废石胶结充填制备直接影响废石胶结充填成本、充填体质量和工业应用规模，是充填工艺的主要工序。 　　2.1、充填材料 　　废石集料是胶结充填的主要造成部分。为了获得最好的力学性能指标，要求废石集料的不同粒级能相互填充，即小粒径级的集料刚好能填充大粒径级的集料的孔隙。但因充填体集料消耗量大，受成本因素制约，一般是就地取材，充分利用矿山掘进废石或露天矿剥离废石和天然集料。 　　2.2、废石料制备