全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)在金屬礦山的應(yīng)用

阿其圖，樊懂斌

（新巴爾虎右旗榮達礦業(yè)有限責任公司，內(nèi)蒙古 新巴爾虎右旗 021300）

在我國礦山中，普遍存在著采空區(qū)，從而使得部分礦山開采中出現(xiàn)條件惡化的現(xiàn)象，最終使得該區(qū)域的礦柱頻繁出現(xiàn)變形等情況，對周邊環(huán)境也帶來了一定的破壞。同時對相鄰區(qū)域的礦石開采作業(yè)與巷道維護帶來了地壓的影響[1]。

尤其是在進行空場法作業(yè)開采時，多使用剩下的礦柱來對其進行有效的支撐，并沒有多方面的考慮，一旦隨著時間的推移，隨著環(huán)境與地質(zhì)的變化礦柱則會出現(xiàn)不同程度的崩塌或者透水、地震等災(zāi)害，嚴重的甚至?xí)?dǎo)致部分區(qū)域地表凹陷、房屋陷落等情況，后果不可預(yù)估。本文主要對全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)的現(xiàn)狀進行有效的分析，探討其在金屬礦山的應(yīng)用，為后期研究給予有效的參考依據(jù)。

1 全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

由于我國對金屬礦山的開采技術(shù)多使用空場法與崩落法以及充填采礦法等方式，其中只有百分之十的礦產(chǎn)采用充填采礦技術(shù)，該技術(shù)通過使用尾礦對其進行充填采空區(qū)。近年來，伴隨著社會的不斷發(fā)展與綠色礦山建設(shè)的提議，有效提升資源的綜合使用率與環(huán)境保護、節(jié)能減排等，現(xiàn)已成為我國人民群眾推動科學(xué)發(fā)展的重要模式，而全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)在這方面具有較高的優(yōu)勢。全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)主要是近年來新研發(fā)的一種比較新穎且高效的充填方式，伴隨著該技術(shù)的推廣與使用，在礦山開采過程中能最大化的將尾礦資源進行合理的使用，以此來更好的降低了對環(huán)境的污染與土地、資源等浪費[2]。

由此可見，全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)可以從最基礎(chǔ)的方面來解決礦產(chǎn)資源在開采過程中帶來的一系列問題，再者該技術(shù)還可以將礦產(chǎn)資源進行回收，充分促進了我國采礦工業(yè)和礦產(chǎn)資源、社會環(huán)境、生產(chǎn)安全等的協(xié)調(diào)發(fā)展，降低了開采過程中對水體與大氣、土壤等帶來的污染，更好的保護了該區(qū)域的地表生態(tài)環(huán)境，即節(jié)能又減排，提升了人們的生活環(huán)境與財產(chǎn)的安全，還可以提升企業(yè)礦產(chǎn)開采的經(jīng)濟收益。

1.2 與傳統(tǒng)技術(shù)相對比

全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)與傳統(tǒng)的分級尾砂充填技術(shù)相比較，前者有效的將尾砂進行了科學(xué)合理的使用，最大化的降低了尾礦庫與尾砂的運輸，縮短了企業(yè)投資的經(jīng)濟成本，又為工程專業(yè)的填材料進行有效的補給。同時，膠結(jié)充填體在充填中具有較大的強度，后期在回采中可以起到間柱作用。

在經(jīng)過時間的沉淀可對其進行回采，這樣不僅可以降低礦產(chǎn)資源的貧化率與損失率。而傳統(tǒng)的分級尾砂充填技術(shù)的尾砂充填損失率大約在百分之十五左右，其中年損失的礦柱礦量大約在2.5萬噸左右，與之相比全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)的年損失的礦柱礦量在6.8%左右，同時每年還可以回收金屬量其價值在千萬元之間，再者對其進行整體結(jié)構(gòu)的充填不僅堅固，還可以為后期開采作業(yè)提供一個非常安全的作業(yè)環(huán)境[3]。

2 全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)

全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)在物理與膠體等化學(xué)原理作為基礎(chǔ)條件，直接將尾砂漿通過濃密機或者是砂倉等進行有效的脫水、沉降，再由全尾砂對其比例進行調(diào)配，如水、水泥等使用高速活化與雙軸葉片式等的攪拌機進行有效的攪拌，逐漸合成有效的膠結(jié)充填料，最后利用管道等方式將其作為充填料進行充填。膠凝材料主要由水泥、半水石膏、礦渣、脫硫石膏、生石灰等構(gòu)成，同時還加入了一些減水劑，經(jīng)聯(lián)合攪拌可制作全尾砂膠結(jié)充填材料。近年來，伴隨著不斷深入的開采礦脈，目前管道的輸送長度明顯增加，其中高差難度與輸送系統(tǒng)等更復(fù)雜化，所以在開采中系統(tǒng)的可靠性就顯得尤為重要。

同時，由于管道輸送系統(tǒng)具有較大的復(fù)雜性，所以在充填料漿管道輸送系統(tǒng)設(shè)計時只依靠理論進行計算則會帶來較大的誤差。想要提高充填料的強度就要將充填料的漿濃度進行提高，一旦提升濃度則意味著輸送難度就會加大，而濃度過低則會導(dǎo)致充填料出現(xiàn)離析等情況，由此可見，有效的控制填充料的濃度顯得尤為重要。

相關(guān)實驗表明，采用L 管試驗表明，將濃度調(diào)配至60%～80%左右，灰砂的配置比在1：4，1:6，1:8，1:12；而濃度控制在70%左右，灰砂比在 1:8左右，且塌落度為二十厘米，以上數(shù)據(jù)基本上符合充填體強度的需求。針對不同的礦區(qū)采礦的需求濃度、灰砂比兩者之間調(diào)節(jié)的比例不一樣，經(jīng)實驗對比可知，優(yōu)先選擇膠結(jié)充填材料及灰砂進行有效的配比，可有效的滿足填充的強度，確保穩(wěn)定性。

3 全尾砂膠結(jié)充填礦山采空區(qū)

由于部分區(qū)域的礦產(chǎn)在經(jīng)過開采后時常會留下采空區(qū)域，針對環(huán)境方面來說，為大自然留下了一大重要隱患，尤其是礦產(chǎn)開采后的尾礦砂，如不妥善安置，則對地表與周邊環(huán)境帶來非常嚴重的污染。同時，不規(guī)范的排放尾礦，很容易使得庫容出現(xiàn)使用率低下的現(xiàn)象，這就為尾礦工程后期的排放帶來一定的影響。對采空區(qū)充填尾礦使用尾礦進行填充是我國直接利用尾礦最好的方式之一。

對開采的礦區(qū)使用尾砂充填采空區(qū)，不僅可以有效的對采空區(qū)進行支撐，防止后期出現(xiàn)相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害，還可以降低環(huán)境污染，有效的緩解庫容不足的需求。再者，使用尾礦來進行充填料，其費用比較低。由于部分礦山地形差異比較大，無法對尾礦庫進行合理的數(shù)值，因此將尾礦填入采空區(qū)具有非常重要的意義。

針對金屬礦山的采空區(qū)，企業(yè)單位多采用管路手段進行填充，該填充方式多在于高濃度尾礦的制備、膠結(jié)材料的選擇這兩個方面，一般情況下對采空區(qū)填充，需要在進行封堵墻24h后方可進行，這樣具有較強的抗壓性。不同區(qū)域的采空區(qū)填充情況，需要根據(jù)各個區(qū)域的實際情況進行有效的填充，常規(guī)情況下礦房可進行三次充填，一是一次試充；二是預(yù)接頂充填；三是接頂充填。

4 結(jié)束語

由此可見，全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)是近年來比較新穎的一項充填技術(shù)，在采空區(qū)的填充中本金可以降低尾礦對環(huán)境的污染，還可以縮短企業(yè)的投資成本，改善采空區(qū)的填充質(zhì)量，降低生態(tài)環(huán)境的破壞。與傳統(tǒng)的分級尾砂充填技術(shù)相比較，該技術(shù)在金屬礦山開采中具有較大的優(yōu)勢，不僅促進了礦產(chǎn)資源的再次回采，還減少了當?shù)氐牡刭|(zhì)危害，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，最終實現(xiàn)了固體廢料的減量排放或零排放，避免固體廢料對環(huán)境的污染。