膏體充填技術(shù)的發(fā)展.doc

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1、膏體充填技術(shù)的發(fā)展1、概述29紀(jì)中葉之前,世界范圍內(nèi)大部分地下礦山開采都采用橫支護(hù)的空?qǐng)龇?，在地質(zhì)條件不復(fù)雜的環(huán)境下,可通過增加橫撐數(shù)量和減小巷道斷面等技術(shù)措施增加釆場(chǎng)穩(wěn)定性，但對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜的環(huán)境,常見的崩落法和空?qǐng)龇ǘ茧y以營(yíng)造安全穩(wěn)定的釆場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，隨著人類對(duì)資源的渴求以及安全意識(shí)的提高，充填采礦法作為一種新型采礦方法在19世紀(jì)中期誕生。1864年，美國(guó)首次使用水砂充填，以保護(hù)賓夕法尼亞州的一個(gè)位于煤礦區(qū)的座教堂基礎(chǔ)，這是充填技術(shù)在建筑和釆礦行業(yè)的應(yīng)用結(jié)合點(diǎn)，這一舉措拉開了充填釆礦的序幕。在隨后的生產(chǎn)實(shí)踐中，人們總結(jié)出充填采礦具冇安全、可恢復(fù)、高效、環(huán)保、降低貧化率、適用性強(qiáng)等諸

2、多優(yōu)點(diǎn)。充填采礦從誕生至今己有一百多年歷史，發(fā)展為三大釆礦方法之一，該種釆礦方法在許多不同地質(zhì)環(huán)境下都冇過成功應(yīng)用的歷史，也因地質(zhì)環(huán)境和釆礦工藝的不同延伸出許多充填采礦技術(shù)。根據(jù)充填材料的不同將充填釆礦技術(shù)分為干式充填、水砂充填、混凝土充填、尾砂充填、尾砂膠結(jié)充填、廢石膠結(jié)充填、膏體充填、高水速凝充填和其他廢棄物充填等。根據(jù)充填所需動(dòng)力分裂可分為機(jī)械充填、風(fēng)力充填、水力充填、粟壓充填等。根據(jù)回采工藝和方向不同可將充填采礦法分為上向分層充填、上向進(jìn)路充填、下向分層充填、下向進(jìn)路充填、削壁充填、壁式充填以及方框支架充填等多種充填技術(shù)形式。2、國(guó)外膏體充填的發(fā)展介紹國(guó)外充填采礦技術(shù)發(fā)展起步較

3、早，如前所述，早在1864年人們就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到充填技術(shù)可以控制地表沉陷等問題，隨后在以美國(guó)、德國(guó)、南非、澳大利亞等國(guó)家的眾多礦山開展了充填釆礦試驗(yàn)，并研氏岀多種充填采礦工藝。1930年,霍恩公司進(jìn)行采礦尾砂和煉銅爐澄回填至井下的干式充填試驗(yàn)，成功推動(dòng)了充填釆礦法在礦山中的應(yīng)用，并在隨后一段時(shí)間內(nèi),許多國(guó)家的眾多礦山都將奸干式充填釆礦法作為一種治理地表塌陷、處理堆棄廢物的一種冇效方法。1959年至1962年,加拿大贏橋銀礦開展采用水泥尾砂砂獎(jiǎng)替代替代充填料上層的塾板作為人工假低的試驗(yàn)，開發(fā)出水泥固結(jié)水砂的充填技術(shù)'并首次將該技術(shù)應(yīng)用于Frood礦山。1969年‘澳大利亞MountIsa銅礦

4、開展了釆用水泥膠結(jié)充填體代替回釆底柱以及鉛鋅銅冶煉爐澄代替部分水泥的實(shí)驗(yàn)研究,這一嘗試推動(dòng)了膠結(jié)充填技術(shù)發(fā)展，同時(shí)拉開了水泥替代品作為膠結(jié)料的研咒。1978年?1983,德國(guó)Preussag公司，投入大量資金開發(fā)出用于分層充填的高濃粗細(xì)微少混合泵壓充填系統(tǒng)，并在Grund鉛鋅礦以及隨后的南非各大金礦中成功應(yīng)用,該技術(shù)的出現(xiàn)首次將膏體充填的概念引入充填采礦技術(shù)中，并在后期的釆礦工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。1992年,加拿大Sudbary地區(qū)Creighton款山也引入了膏體充填技術(shù)應(yīng)用于日常采礦生產(chǎn)過程屮。1998年‘MountIsa銅礦建成膏體充填采礦系統(tǒng)，以開采該公司所屬的礦體。目前為止

5、,膏體充填采礦技術(shù)以英獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如可使用全尾砂及其他固體廢棄物，充填體脫水量少,充填體強(qiáng)度高，水泥消耗量少，充填體易于接頂，有效降低井下污染和排水費(fèi)用等，在世界范圍內(nèi)有了廣泛的應(yīng)用。3、我國(guó)膏體充填的發(fā)展介紹我國(guó)充填采礦技術(shù)發(fā)展相比國(guó)外晩/旦我國(guó)礦山眾多，且大多數(shù)礦山地質(zhì)條件復(fù)雜，充填工藝與技術(shù)的應(yīng)用形式類型眾多，尤其是近些年來,我國(guó)礦山在新的充填工藝技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用方WL都取得很大進(jìn)步。我國(guó)最早充填技術(shù)起源于二十世紀(jì)50年代，東北華銅礦山首次釆用了分層充填采礦法。我國(guó)充填技術(shù)發(fā)展分為五個(gè)階段：（1）以礦山堆棄廢物為充填原料的干式充填階段、其代表礦山冇?xùn)|北華銅礦山（二十世紀(jì)50年代）、

6、內(nèi)蒙古花溝金礦（二十世紀(jì)60年代）等。干式充填技術(shù)是通過風(fēng)力或者其他機(jī)械衆(zhòng)礦山堆棄廢物充填入采空區(qū)，能夠有效冇效控制地壓活動(dòng)，但同時(shí)也具冇充填工藝復(fù)雜、礦石貧化率高、勞動(dòng)力需求大、勞動(dòng)強(qiáng)度高等特點(diǎn)，因此，釆用干式充填采礦的礦山數(shù)量在不斷減少。（2）以尾砂為原料的水砂充填階段,這其中包括湘潭猛礦（I960年）、錫礦山南礦（1965年）、招遠(yuǎn)金礦（1967年）、銅綠山礦（二十世紀(jì)70年代）等。水砂充填主要是將尾砂、爐漁、碎砂右混合成固液兩相的衆(zhòng)體通過水力輸運(yùn)到井下充填采空區(qū),水砂充填可冇效減少井底火災(zāi)和地表下降等問題，但其充填工藝較為復(fù)雜，充填質(zhì)量難以控制，排水費(fèi)用大等缺點(diǎn)。（3）以分級(jí)尾

7、砂、全尾砂等作為充填集料的膠結(jié)充填階段，包括凡口鉛鋅礦（1968年）、大廠銅坑礦（1988年）、焦家金礦（1998年）、金川龍首銀礦（1965年）等。鑒于非膠結(jié)的水砂充填材料自立性能差等不足，出現(xiàn)了以膠結(jié)充填材料作為充填料的膠結(jié)充填技術(shù)，主要以分級(jí)尾砂、全尾砂碎石等材料作為充填集料和水泥等膠結(jié)材料配以一定比例的水，混合成高濃度的膠結(jié)體通過充填管線輸運(yùn)至待充地點(diǎn)，這種充填技術(shù)充填體強(qiáng)度大，充填速度快且工藝簡(jiǎn)單，也是目前應(yīng)用較為廣泛的一種充填技術(shù)。