充填采礦工藝文獻(xiàn)綜述

1、Kunming University of Science and Technology充填工藝和充填采礦技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展綜述 學(xué) 院： 國土資源工程學(xué)院 專 業(yè)： 礦業(yè)工程姓 名： * 學(xué) 號： *昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院資開系目錄摘要3關(guān)鍵詞31. 前言32. 研究的目的與意義43. 充填技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向54. 充填采礦技術(shù)的發(fā)展方向64.1充填采礦法向無軌機(jī)械化、回采連續(xù)化方向發(fā)展64.3新型充填材料、化學(xué)添加劑的擴(kuò)大應(yīng)用64.4充填設(shè)施、監(jiān)測儀表將會得到更新的發(fā)展74.5充填力學(xué)研究向現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測與預(yù)報(bào)方向發(fā)展75. 充填技術(shù)研究方向76. 尾砂配比試驗(yàn)86.1充填體的取

2、樣86.2確定充填體配比96.3配比小結(jié)97. 我國充填工藝尚需深入研究的課題9參考文獻(xiàn)12充填工藝和充填采礦技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展綜述【摘要】：本文簡單闡述了國內(nèi)外充填工藝和充填采礦技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢和所面臨的一些問題，簡單地探討了充填體配比的一些問題和結(jié)論，最后列出了6個(gè)仍需要深入研究的重要課題?！娟P(guān)鍵詞】：充填工藝、充填采礦技術(shù)、充填體配比1. 前言隨著人類對礦產(chǎn)品需求的不斷增加，礦產(chǎn)資源變得越來越少。如何合理、高效、經(jīng)濟(jì)、安全地進(jìn)行礦產(chǎn)資源開發(fā)利用，降低資源的損失，減少礦石的貧化，提高礦石的質(zhì)量，是礦產(chǎn)資源開發(fā)者共同關(guān)心的問題。充填采礦法以其高回收率、低貧化率的優(yōu)點(diǎn)，在開采較高價(jià)值的難

3、采礦床中取得了突破性進(jìn)展，出現(xiàn)了無軌機(jī)械化膠結(jié)充填采礦法，點(diǎn)柱充填采礦法，分段充填采礦法，大孔徑階段空場嗣后尾砂膠結(jié)(塊石膠結(jié))充填采礦法等。同時(shí)，計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于充填體與圍巖互相力學(xué)作用機(jī)理方面的研究，為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供依據(jù)。本文結(jié)合河北某金礦采礦工藝技術(shù)改造工程，尋求適合該礦山高品位、高價(jià)值的急傾斜薄中厚貴金屬礦體的采礦方法。采用理論分析、數(shù)值模擬等方法，對采礦方法轉(zhuǎn)變時(shí)的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。論文的主要成果有:(1)通過分析國內(nèi)外巖石力學(xué)及膠結(jié)充填采礦方法方面的研究成果，闡述了地下深部采場頂板冒落的原理、確定充填體設(shè)計(jì)強(qiáng)度的方法及充填體的作用機(jī)理。 (2)為降低礦石的損失率和貧化率，根據(jù)礦

4、體的賦存狀況、開采技術(shù)條件，結(jié)合礦山現(xiàn)狀，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較選取了上向分層全尾砂膠結(jié)充填法，并在180m中段采場進(jìn)行試驗(yàn)，沿走向布置采場連續(xù)回采。 (3)為確定充填體滿足生產(chǎn)要求的強(qiáng)度，從采場充填體的力學(xué)特性出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了充填材料配比試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)分析出了該金礦全尾砂膠結(jié)充填體的物理力學(xué)性質(zhì)，總結(jié)出影響充填體強(qiáng)度的主要因素，即灰砂比和料漿濃度，灰砂比越大濃度越高，充填體的強(qiáng)度越大。根據(jù)該礦的具體情況，選取該金礦自產(chǎn)尾砂作充填骨料，水泥作膠凝劑，灰砂比為1:6的料漿進(jìn)行充填。 (4)由于所采用的上向水平分層采礦法沒有劃分礦房和礦柱，造成頂板的大面積暴露，為確保安全高效的回采礦石，運(yùn)用FLAC

5、-3D數(shù)值模擬軟件對不同的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算，得出該金礦采用上向分層全尾砂膠結(jié)充填時(shí)合理的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，為礦山以后的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)提供一定的依據(jù)。2. 研究的目的與意義 礦產(chǎn)資源開采涉及國民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域，諸如鋼鐵、建筑材料、能源、化工、冶金等等，這些行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)很重要的地位，這就要求我們對礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用更加重視。特別是隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人們對礦石的需求量日益增大，雖然我們是資源大國，但我們的富礦少，貧礦多，賦存條件差況且人口眾多資源相對缺乏，而經(jīng)過多年的開采，埋藏較淺的賦存條件好的易采礦體越來越少。為了滿足社會生活和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的需求，人們開始著手于開采地下更深處的、開采條

6、件差的礦床。另外，近年來發(fā)生的多起礦難使得社會各界安全和環(huán)保意識提高，安全隱患大、環(huán)境破壞大的礦山開采受到了人們越來越多的關(guān)注。同時(shí)，政府也加強(qiáng)對礦山開采的管理，制定相關(guān)的政策及法律法規(guī)，逐步淘汰那些安全性差、技術(shù)落后的礦山，這就要求礦山選取更高效更安全的采礦方法。地下金屬礦產(chǎn)資源開采深度的加大，開采難度的增加，使得充填采礦方法得到越來越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也推動(dòng)了整個(gè)采礦工業(yè)的不斷向前發(fā)展。 充填采礦法是一種回收率高、貧化率低、安全性高、對地表環(huán)境破壞小的采礦方法，尤其在礦體賦存條件差、地表不允許塌陷需要保護(hù)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的礦床開采中具有不可替代的作用，因此近年來，充填采礦法在我國及世界其他礦產(chǎn)大

7、國得到了十分廣泛的應(yīng)用。雖然我國礦山充填技術(shù)起步較晚，但隨著近十幾年我國的采礦、選礦及其他相關(guān)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，充填技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，使得我國的采礦工業(yè)處于新的快速發(fā)展的階段，原先難采的現(xiàn)在好采了，原先一些因技術(shù)差不敢采的礦體現(xiàn)在敢采了。當(dāng)然，充填采礦法還存在很多問題，像充填成本的控制，簡化充填工藝及充填體的穩(wěn)定性，這些都需要我們?nèi)パ芯拷鉀Q，使充填采礦法成為一種安全、經(jīng)濟(jì)、有效的高效率的采礦方法。 另外，針對不同的礦山對于充填采礦的技術(shù)要求也不一樣，這就需要根據(jù)礦體的賦存條件選取合適的充填法，而且對采場的布置形式、結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行合理的改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)礦山安全，經(jīng)濟(jì)高效的開采礦石。3. 充填技

8、術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 20世紀(jì)初，隨著各行各業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采礦技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，充填法開始應(yīng)用于礦山。1930年，霍恩礦山公司首次嘗試?yán)梦采昂蜖t渣進(jìn)行干式充填并獲得成功;20世紀(jì)50年代，加拿大某礦山首次采用細(xì)顆粒浮選尾砂水力充填;1962年加拿大的Food礦山采用尾砂和水泥進(jìn)行膠結(jié)充填，這是據(jù)記載的最早使用膠結(jié)充填的礦山;1969年澳大利亞芒特艾薩銅礦首次采用水泥膠結(jié)充填回采底柱，同時(shí)開始了利用銅礦冶煉爐渣充當(dāng)膠結(jié)劑的研究;20世紀(jì)70年代，尾砂膠結(jié)充填工藝開始在地下金屬礦山推廣應(yīng)用。1993年加拿大發(fā)展了膏體充填技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的推廣極為迅速，一些礦業(yè)發(fā)達(dá)國家開始廣泛應(yīng)用，

9、如澳大利亞，1997年8月建成的大型地下礦山坎寧頓(Cannington)礦，就采用了膏體充填系統(tǒng);芒特艾薩礦業(yè)公司為開采深部的礦體，在1998年底建成一個(gè)膏體充填系統(tǒng)。 我國充填技術(shù)起步較晚，但發(fā)展較快，大致經(jīng)歷了四個(gè)階段:第一階段為20世紀(jì)50年代的以廢石為主的干式充填，1955年我國干式充填采礦法在地下金屬礦山的開采中占了很大的比重，受當(dāng)時(shí)采掘、搬運(yùn)等設(shè)備落后及技術(shù)水平低的影響，使得采礦工效和生產(chǎn)能力提升不大，同時(shí)還提高了采礦成本，從而制約了干式充填技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，至1963年，有色礦山中充填采礦法的應(yīng)用比重大幅的下降，幾乎很少礦山使用。第二階段為20世紀(jì)60, 70年代的水砂充填和膠

10、結(jié)充填工藝，1960年，湘潭錳礦首次采用了碎石進(jìn)行水力充填，取得了不錯(cuò)的效果;1965年錫礦山首次運(yùn)用了尾砂水力充填工藝，有效的控制了采場的的地壓;1968年凡口鉛鋅礦采用分級尾砂和水泥膠結(jié)充填工藝，這是我國首次采用膠結(jié)充填的礦山;第三階段為20世紀(jì)80、90年代開始在地下金屬礦山發(fā)展起來的全尾砂高濃度膠結(jié)充填、塊石膠結(jié)充填工藝及高水速凝技術(shù)，隨著技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)的需求，煤礦也開始應(yīng)用充填采礦;第四階段為20世紀(jì)90年代末發(fā)展起來的膏體泵送充填工藝，1997年金川有色金屬公司二礦區(qū)建成了膏體泵送充填系統(tǒng)，1999年大冶有色金屬公司也采用了膏體泵送充填技術(shù)。此后，隨著各種充填新新設(shè)備、新材料、新

11、工藝的的研究和成功應(yīng)用，使得充填采礦技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。從以上數(shù)據(jù)可以看出，雖然我們的充填技術(shù)起步晚，但發(fā)展快，幾乎和國際保持在同一個(gè)水平。4. 充填采礦技術(shù)的發(fā)展方向4.1充填采礦法向無軌機(jī)械化、回采連續(xù)化方向發(fā)展現(xiàn)代充填采礦技術(shù)逐步將淘汰低效率的充填工藝，取而代之的將是規(guī)模大、效率高、可連續(xù)回采的先進(jìn)的采礦工藝5。近年來在地下礦山，隨著斜坡道及鑿巖臺車、鏟車以及運(yùn)輸汽車等各種新型設(shè)備的應(yīng)用，井下作業(yè)正在向機(jī)械化、無軌化、數(shù)字化等方面發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)和制造業(yè)的快速發(fā)展，將來肯定會有更適合地下礦山生產(chǎn)作業(yè)的機(jī)械設(shè)備。這些新設(shè)備的使用，大大改善了井下作業(yè)面貌，提高了采場生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率，

12、同時(shí)進(jìn)一步保障了工人的工作安全。4.3新型充填材料、化學(xué)添加劑的擴(kuò)大應(yīng)用礦山的充填材料主要由骨料和膠結(jié)劑兩部分組成。骨料主要就地選取廉價(jià)的可用物料，如廢石、尾砂等，不足部分就地選料破碎加工大部分礦山選取普通硅酸鹽水泥作為膠結(jié)劑，有的礦山還用到礦渣硅酸鹽水泥。目前適于地下礦山充填特點(diǎn)的專用水泥還不多見，為了尋求水泥的替代品，許多學(xué)者作了大量的深入研究，像粉煤灰、速凝劑等材料可以起到水泥的作用，將來隨著技術(shù)的進(jìn)一步完善，必定會在礦山得到廣泛的應(yīng)用，像高水速凝材料己經(jīng)開始在硬巖礦山的應(yīng)用，但是還處于試驗(yàn)研究階段，需要進(jìn)一步的推廣。除了常規(guī)的充填材料，如砂石料、水泥、爐渣以及水之外，在充填過程中加入一

13、些具有特殊效用的藥劑，已經(jīng)在國內(nèi)外的一些礦山開始研究和試用。例如，加入速凝劑用來縮短凝固時(shí)間，緩凝劑用來延長凝固時(shí)間，減水劑用來改善充填體的和易性(是指硅拌合物能保持其組成成分均勻，不發(fā)生分層離析、泌水等現(xiàn)象)，降低充填物料的輸送阻力的減阻劑等。這些外加劑的使用其目的是為了改變充填料的相應(yīng)的物理性能，包括提高充填體強(qiáng)度、增加穩(wěn)定性、易輸送性、和易性以及澆注性等，這些特性都與充填工藝及充填質(zhì)量有著密切的關(guān)系。這些外加化學(xué)藥劑在礦山中的應(yīng)用和推廣，必將改變單一依賴硅酸鹽水泥這種局面。隨著科技的發(fā)展，特別是材料科學(xué)的飛速發(fā)展，相信在不久的將來，我們一定會研制出新的廉價(jià)高效的充填材料、化學(xué)添加劑，來降

14、低充填成本，提高充填體的性能。從尾砂膠結(jié)充填采礦法的發(fā)展過程和研究現(xiàn)狀不難看出，現(xiàn)代膠結(jié)充填的研究圍繞著充填成本和充填體質(zhì)量兩個(gè)核心而展開的。充填體質(zhì)量研究的目的是在現(xiàn)有的充填工藝及采礦方一法下，嚴(yán)格控制影響充填質(zhì)量的各環(huán)節(jié)，以達(dá)到用最低的成本消耗滿足特定條件下的采礦生產(chǎn)安全。尋求價(jià)格低廉，來源豐富，生產(chǎn)簡單，性能優(yōu)越的細(xì)砂惰性材料，降低膠凝材料的成本，提高礦山企業(yè)的效益是充填質(zhì)量研究的宗旨。4.4充填設(shè)施、監(jiān)測儀表將會得到更新的發(fā)展目前，目前許多礦通過在充填站建立儀表監(jiān)測系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化平臺，幾乎實(shí)現(xiàn)了充填系統(tǒng)可視化、數(shù)字化及自動(dòng)化;減少了工人，一些大型充填站只需4, 5個(gè)人就可以滿足

15、充填工藝的需要，大大的提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，這些設(shè)備的使用加強(qiáng)了充填過程的管理和保證充填質(zhì)量，哪里出現(xiàn)題，通過控制平臺可以一目了然的看到，不會盲目的尋找出事設(shè)備，減少了設(shè)備的威脅時(shí)間，保證充填作業(yè)順利高效的完成。另外，在充填設(shè)施中，充填料貯倉起到十分重要的作用，它的形式和位置的選取是整個(gè)充填作業(yè)中的關(guān)鍵部分，但這一點(diǎn)經(jīng)常被忽視。尤其是對于采用濕法處理技術(shù)的立式貯倉更為重要，貯倉中的料漿能夠在高濃度(現(xiàn)在很多高濃度充填料的質(zhì)量濃度(65%-70%之間)的情況下穩(wěn)定的、可靠的排出。4.5充填力學(xué)研究向現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測與預(yù)報(bào)方向發(fā)展一些礦山和科研院校已經(jīng)展開對充填體的作用及效果的研究，他們通過在充填現(xiàn)場

16、安置檢測儀器，定期的測定充填體及圍巖的位移、應(yīng)力、應(yīng)變等相關(guān)的參數(shù)，然后將這些參數(shù)進(jìn)行力學(xué)分析或者通過計(jì)算模擬分析，從而得出一定的結(jié)論，進(jìn)一步指導(dǎo)充填作業(yè)。伴隨充填采礦法的廣泛應(yīng)用，充填力學(xué)的研究也會得到相應(yīng)的發(fā)展，從而進(jìn)一步指導(dǎo)充填工藝安全施工。5. 充填技術(shù)研究方向 隨著充填技術(shù)的發(fā)展及礦山生產(chǎn)的需要，國內(nèi)外的一些高校和礦山設(shè)計(jì)科研機(jī)構(gòu)對充填技術(shù)展開了大量的試驗(yàn)研究，其主要內(nèi)容主要是以下及方面: (1)充填材料配比及力學(xué)性能試驗(yàn); (2)充填材料的化學(xué)實(shí)驗(yàn)及新材料的研究; (3)充填管道的輸送能力及減阻試驗(yàn); (4)充填采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究; (5)充填系統(tǒng)井下管網(wǎng)設(shè)計(jì)及遙控監(jiān)測; (6)

17、充填體作用機(jī)理及充填接頂技術(shù)的研究; (7)新型充填專用設(shè)備設(shè)計(jì)及單體優(yōu)化試驗(yàn)等。6. 尾砂配比試驗(yàn) 為保證該金礦在選取上向分層膠結(jié)充填法后，且在全尾砂膠結(jié)充填體上進(jìn)行大斷面安全高效的開采，并能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，是現(xiàn)在需要解決的問題。這就要求充填體的強(qiáng)度必須滿足生產(chǎn)的要求，為了確定不同濃度、不同配比充填體的強(qiáng)度，我們對充填體做了力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。在充填體的力學(xué)性質(zhì)研究中，充填體的物理力學(xué)性質(zhì)的測試是一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)工作，因?yàn)槌涮铙w的物理力學(xué)性質(zhì)是影響充填體穩(wěn)定性的重要因素，也是人們進(jìn)行各種充填體穩(wěn)定性分析的重要基礎(chǔ)參數(shù)。6.1充填體的取樣 該金礦全尾砂取自選廠排出的尾礦，為避免細(xì)和極細(xì)顆粒

18、流失，采用蒸發(fā)干燥的方法攤薄晾曬，干燥后以備試驗(yàn)用。該金礦全尾砂顆粒細(xì)、具有一定粘性、干燥后呈硬塊狀，試驗(yàn)前須反復(fù)碾壓并均勻混合，成為原始顆粒細(xì)度，以方便試驗(yàn)使用。利用該金礦充填用的全尾砂和P.C 32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥及自來水制備充填材料，根據(jù)影響充填體強(qiáng)度的主要因素及保證充填體良好流動(dòng)性的情況下，設(shè)計(jì)灰砂比1: 3, 1:4, 1:6, 1:8, 1:12，五種配比的試驗(yàn)材料，每種配比又分為68%, 66%, 64%, 62%, 60%五種濃度，共計(jì)25組不同材料配比試驗(yàn)，每組試驗(yàn)進(jìn)行3天、7天、28天和60天四個(gè)齡期的強(qiáng)度測試，并且每個(gè)齡期澆注3個(gè)試塊，共計(jì)300個(gè)試塊。由于尾砂為細(xì)顆

19、粒骨料，根據(jù)尾砂粒徑較細(xì)的特點(diǎn)，采用7.07x7.07x7.07cm3的金屬模澆注，終凝后拆模，將試塊輕輕放入養(yǎng)護(hù)池進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，室溫調(diào)節(jié)20-24度左右，整個(gè)過程嚴(yán)格按試驗(yàn)操作規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。加工好的試件放在裝有空調(diào)的采礦實(shí)驗(yàn)室內(nèi)帶有地下室的試件養(yǎng)護(hù)間內(nèi)，養(yǎng)護(hù)池的溫度保持在22-20度。室內(nèi)十分潮濕，但不會滴水，每天往養(yǎng)護(hù)間地下灑水，以確保養(yǎng)護(hù)間的濕度;同時(shí)每天也要輕輕地，小心謹(jǐn)慎地向試件表面的塑料袋上灑些水，讓塑料袋上保持有水分覆蓋。6.2確定充填體配比根據(jù)充填體試塊強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的配比有1:3, 1:4, 1:6，結(jié)合采礦方法的特點(diǎn)和回采工藝技術(shù)要求，設(shè)計(jì)“上向水平分層全尾砂膠

20、結(jié)充填采礦法”充填灰砂比主要為1: 6，濃度不低于68%，灰砂比1:3的用于人工假底。根據(jù)采礦現(xiàn)場的施工情況確定分層充填高度為2-2.5m(以后在采礦方法試驗(yàn)過程中可能根據(jù)礦巖的穩(wěn)固程度采取2采1充的作業(yè)方式，可降低成本并改善其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則分層充填高度為4-5m)。6.3配比小結(jié) (1)對尾砂充填體強(qiáng)度影響的主要因素是灰砂比，控制好尾砂膠結(jié)充填的水泥用量，具有重要的意義;料漿濃度是影響尾砂充填體強(qiáng)度的另一個(gè)主要因素;而養(yǎng)護(hù)時(shí)間對提高尾砂膠結(jié)充填體的強(qiáng)度影響顯著性最小。 (2)在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)首先考慮通過提高濃度、降低灰砂比來提高充填體的強(qiáng)度，以達(dá)到降低成本，滿足強(qiáng)度要求。 (3)短時(shí)間內(nèi)

21、，充填體的強(qiáng)度和養(yǎng)護(hù)時(shí)間存在一定的線性關(guān)系，為滿足落礦和出礦的強(qiáng)度條件，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。 (4)選取灰砂比為1: 6、質(zhì)量濃度68%的充填料漿進(jìn)行充填。7. 我國充填工藝尚需深入研究的課題目前為止，我國充填工藝的發(fā)展主要還是立足于經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，但建立能夠最高濃度自流輸送并在采場無需脫水的經(jīng)濟(jì)效果最優(yōu)、充填質(zhì)量最好、生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)最可靠的理想膏體充填系統(tǒng)，要求人們超越傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，加強(qiáng)對若干理論性、關(guān)鍵性問題的研究。縱觀國外近幾年膏體充填技術(shù)的迅速發(fā)展和每年1次的國際膏體充填學(xué)術(shù)會議(International Seminar on Paste and Thickened Tailings發(fā)表的研究論文

22、，為了保持我國在該領(lǐng)域的先進(jìn)地位，今后仍面臨諸多需要深人研究的重要課題。 (1)膏體充填料漿流變性能的研究以及膏體充填技術(shù)的推廣應(yīng)用。從國外充填技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，膏體充填將逐漸成為充填的主流技術(shù)。膏體充填料漿流變性能的研究，對充填系統(tǒng)的優(yōu)化、充填作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高具有極重要的意義。相關(guān)行業(yè)對水泥漿和新拌混凝土的流變性能已有較多研究，其與全尾礦膏體的流變性雖有類似之處，但由于工藝要求的差異，不能等同視之。作為非牛頓流體的全尾礦膏體，特別是在添加不同比例的膠凝材料乃至部分爐渣等骨料時(shí)，其流變性能會有很大差異，而且受諸多不易估量的變量的影響，到口前為止，還缺乏對這種物料的流變性能的系統(tǒng)研究。對全尾

23、礦膏體流變性能的研究應(yīng)當(dāng)確立一套標(biāo)準(zhǔn)的研究方法，包括膏體屈服應(yīng)力、塑性赫度、觸變性的測定;剪切稀化對管道輸送的影響;選用或研制適合的測試儀器裝置;用流變參數(shù)計(jì)算管道輸送阻力的公式等。以便確定某礦特定物料滿足充填強(qiáng)度要求和最適合輸送的流變參數(shù)。 (2)深井充填剩余壓頭的處理。我國將面臨越來越多的深井開采，在深井開采中采用高濃度或膏體充填時(shí)，由于充填倍線小，會產(chǎn)生剩余壓頭問題。剩余壓頭將導(dǎo)致無法滿管輸送和管壁磨損加劇，使管道輸送處于極不穩(wěn)定的狀態(tài)，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的“井噴”現(xiàn)象，使充填無法正常進(jìn)行。對這些現(xiàn)象的機(jī)理需要深人研究，在充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何消除剩余壓頭的影響，需要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上作深人的探討。 (

24、 3)充填環(huán)管試驗(yàn)的計(jì)算機(jī)仿真。在充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往需要依靠環(huán)管試驗(yàn)獲取不同條件下的管路輸送參數(shù)，需要花費(fèi)較長的時(shí)間，投人可觀的資金和大量的人力，這對很多礦山往往是難以實(shí)現(xiàn)的，于是設(shè)計(jì)中不得不采用類比的方法來處理，因而也就很難獲得最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以往，有些重點(diǎn)礦山在設(shè)計(jì)充填系統(tǒng)時(shí)在地面增加了一段環(huán)管段，供投產(chǎn)前試驗(yàn)之用，作為一種彌補(bǔ)。然而這也不是任何一個(gè)礦山都能實(shí)現(xiàn)的。北京科技大學(xué)李國政的博士論文全尾砂膏體充填環(huán)管試驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)對此作了初步的研究，但仍有值得提高之處。 (4)全尾礦脫水技術(shù)和裝置的優(yōu)化。高濃度和膏體充填工藝中，全尾礦脫水是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在深錐濃縮

25、機(jī)誕生之前，國外多用帶式過濾機(jī)進(jìn)行全尾礦脫水，金川的膏體充填也是采用這種脫水方式，它存在很多缺點(diǎn)。隨著一批千萬噸級以上年產(chǎn)能的鐵礦山，采用充填采礦法，礦山年充填規(guī)模也越來越大，為了適應(yīng)這種發(fā)展，國外已生產(chǎn)出直徑達(dá)40 m的深錐濃縮機(jī)付諸使用，但深錐濃縮機(jī)的推廣應(yīng)用還有缺陷，仍有待對全尾礦的脫水技術(shù)和裝置進(jìn)行優(yōu)化，以便獲得更令人滿意的技術(shù)成果。此外，過去的膏體充填系統(tǒng)，單系統(tǒng)對應(yīng)的礦山生產(chǎn)能力為2000-3000 t/d，現(xiàn)在面對年生產(chǎn)規(guī)模千萬噸級的膏體充填，無論系統(tǒng)設(shè)置還是配套設(shè)備研制都是全新的課題。 (5)降低成本是充填技術(shù)發(fā)展的永恒主題。在膠結(jié)充填成本中，膠凝材料占很大比重，所以國內(nèi)外很多同行均在尋找更廉價(jià)的膠凝材料，在調(diào)整回采工藝、降低膠凝材料消耗方面不斷鉆研，取得了大量高水平的成果，但這種研究應(yīng)是無止境的。另外值得注意的是，自從我國開始采用膠結(jié)充填技術(shù)以來，所用的灰砂比一般都比國外高，這是否正確呢了盡管口前國內(nèi)已有不少研究充填體性能的文章，但仍然缺少系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測資料，尤其是對不同條件的分層充填、不同條件的嗣后充填現(xiàn)場的長期系統(tǒng)監(jiān)測資料，因而很難有根據(jù)地去調(diào)整灰砂比，以顯著地降低充填成本，因此，應(yīng)該加強(qiáng)這方面的