充填采礦方法與充填技術(shù)3

培訓目的充填采礦方法與充填技術(shù)3充填采礦方法與充填技術(shù)3提綱充填法應用現(xiàn)狀充填法開采方案充填材料及試驗管道輸送水力計算充填關(guān)鍵技術(shù)充填法應用現(xiàn)狀1應用背景淺地表礦產(chǎn)資源逐漸開采枯竭采深劇增使開采環(huán)境更加嚴峻眾多礦床的開采條件復雜多變“三下”和城鎮(zhèn)附近的礦床眾多大量開采廢料地表堆積污染嚴重政府對環(huán)境保護要求越來越高充填法應用現(xiàn)狀1應用背景留設(shè)大量永久礦柱,資源損失量大地表塌陷、災害和環(huán)境破壞嚴重將地表堆積廢料回填到井下，處理空區(qū)，大大提高回采作業(yè)安全程度，提高深部資源回收率30%，且解決地表堆積廢料造成的環(huán)境污染，實現(xiàn)綠色開采。充填法應用現(xiàn)狀1充填優(yōu)點支護巖層，控制地壓活動，保護地表地物改善礦柱受力狀態(tài)，最大限度回收資源保證安全回采有內(nèi)因火災危險的高硫礦床控制深井開采巖爆，降低深部地溫保證露天和地下聯(lián)合開采的安全生產(chǎn)處理固體廢料，保護地表環(huán)境充填法應用現(xiàn)狀1發(fā)展歷程1985年，有色礦山充填法比重達19%1990年，有色礦山充填法比重達19.6%1997年至今，有色礦山充填法比重超過22.37%近年來，充填采礦法在非金屬礦山，如開陽磷礦、孫村煤礦、淮南煤礦等得到了廣泛應用充填采礦法在國外，如加拿大、澳大利亞、印度、波蘭、法國、德國、瑞典、意大利、芬蘭、愛爾蘭、墨西哥、南非等國都等到了廣泛應用發(fā)展歷程上世紀50年代以前，廢石干式充填60年代開始采用水砂充填70年代開始發(fā)展細砂膠結(jié)充填技術(shù)80~90年代發(fā)展高濃度全尾礦充填、膏體充填和廢石膠結(jié)充填等新技術(shù)充填法應用現(xiàn)狀1發(fā)展歷程充填法應用現(xiàn)狀1充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀應用現(xiàn)狀分級尾礦充填高濃度全尾礦膠結(jié)充填廢石膠結(jié)充填膏體泵送膠結(jié)充填其它：磨砂膠結(jié)充填、赤泥膠結(jié)充填、高水固化膠結(jié)充填、天然砂膠結(jié)充填和干式充填充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀分級尾礦充填分級尾礦充填是中國礦山應用最為廣泛的充填工藝，約在60余座礦山得到應用，其輸送濃度為65%~70％左右充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀全尾礦膠結(jié)充填自上世紀90年代初在凡口礦建成第一個全尾礦膠結(jié)充填系統(tǒng)后，先后在張馬屯鐵礦、銅綠山銅礦、武山銅礦、湘西金礦和南京鉛鋅礦等礦山應用尾礦利用率85％以上，其中南京鉛鋅礦計劃將全部尾礦充入井下，地表不建尾礦庫充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀廢石膠結(jié)充填成規(guī)模應用廢石膠結(jié)充填的礦山有新橋硫鐵礦、豐山銅礦、銅坑錫礦和吉林鎳礦等局部應用的礦山較多，如金川二礦、凡口礦和金山金礦等，主要利用井下掘進廢石進行膠結(jié)充填充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀膏體泵送膠結(jié)充填中國于1994年和2000年先后在金川二礦和銅綠山銅礦建成了膏體泵送充填系統(tǒng)，均采用德國泵山東湖田鋁土礦曾采用中國沈陽泵建成了赤泥膏體泵送充填系統(tǒng)充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀其它充填技術(shù)磨砂膠結(jié)充填已逐步減少，目前成規(guī)模應用的礦山主要有金川鎳礦、武山銅礦和建德銅礦赤泥膠結(jié)充填于20世紀90年代在山東湖田鋁土礦應用成功，并在山東萊蕪鐵礦開展了赤泥全尾礦膠結(jié)充填工業(yè)試驗高水固化膠結(jié)充填成規(guī)模應用的礦山主要有雞冠嘴金礦和焦家金礦充填法應用現(xiàn)狀1研究成果水泥替代品研究取得重大突破充填骨料應用范圍日益擴大混凝土外加劑得到廣泛應用充填體承載機理研究成果豐碩兩相流理論得到重大發(fā)展深井充填材料與技術(shù)研究廣泛管道磨損對策研究成果豐碩充填法應用現(xiàn)狀1充填法應用現(xiàn)狀1發(fā)展趨勢大型化、機械化、盤區(qū)化、連續(xù)化開采無廢害化兩步驟回采嗣后充填法廣泛應用充填理論及技術(shù)不斷發(fā)展充填設(shè)施、機械、監(jiān)測儀表更新充填法開采方案2典型方案充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法工作面溜井運輸平巷斜坡道充填體充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法劃分礦房和礦柱，先采礦房，后采礦柱礦房自下而上分層回采，依次充填以維護上下盤圍巖，并創(chuàng)造不斷上采的作業(yè)條件，礦房回采到最后一個分層時，進行接頂充填礦柱在采完若干礦房或全階段后，進行回采機械化程度高，生產(chǎn)能力大該法占我國充填法60%以上0-3歲全腦潛能開發(fā)的方法0—3歲孩子的大腦潛能開發(fā)方法1.名畫欣賞訓練通過經(jīng)典名畫欣賞，使孩子性情平和，轉(zhuǎn)換角度，入畫解讀。訓練孩子舉止優(yōu)雅與藝術(shù)靈性2.速視訓練綜合宮格訓練與卡片訓練，提高孩子直覺圖像記憶能力，鍛煉大腦反映速度，訓練大腦快速大量輸入信息的能力3.快速反應訓練通過逆向思維訓練孩子的快速反應能力。4.定位記憶訓練綜合空間智能訓練與右腦想象訓練全面訓練孩子永久記憶的能力5.創(chuàng)新和語言協(xié)調(diào)訓練通過故事創(chuàng)編訓練孩子創(chuàng)作能力與開拓思維能力，使左腦的語言邏輯配合右腦的發(fā)思維與海量信息庫，讓孩子擁有口若懸河的演講能力6.手眼腦訓練促進左右腦兩側(cè)半球均衡發(fā)展，鍛煉與運動眼睛的錐狀細胞肌肉。形成大腦內(nèi)視覺影像7.少兒思維導圖將所學知識以圖像形式輸入右腦，進行分析總結(jié)歸納，提綱充填法應用現(xiàn)狀充填法開采方案充填材料及試驗管道輸送水力計算充填關(guān)鍵技術(shù)充填法應用現(xiàn)狀1應用背景淺地表礦產(chǎn)資源逐漸開采枯竭采深劇增使開采環(huán)境更加嚴峻眾多礦床的開采條件復雜多變“三下”和城鎮(zhèn)附近的礦床眾多大量開采廢料地表堆積污染嚴重

政府對環(huán)境保護要求越來越高充填法應用現(xiàn)狀1應用背景空場采礦法留設(shè)大量永久礦柱,資源損失量大崩落采礦法地表塌陷、災害和環(huán)境破壞嚴重充填采礦法將地表堆積廢料回填到井下，處理空區(qū)，大大提高回采作業(yè)安全程度，提高深部資源回收率30%，且解決地表堆積廢料造成的環(huán)境污染，實現(xiàn)綠色開采。充填法應用現(xiàn)狀1充填優(yōu)點支護巖層，控制地壓活動，保護地表地物改善礦柱受力狀態(tài)，最大限度回收資源保證安全回采有內(nèi)因火災危險的高硫礦床控制深井開采巖爆，降低深部地溫保證露天和地下聯(lián)合開采的安全生產(chǎn)處理固體廢料，保護地表環(huán)境充填法應用現(xiàn)狀1發(fā)展歷程1985年，有色礦山充填法比重達19%1990年，有色礦山充填法比重達19.6%1997年至今，有色礦山充填法比重超過22.37%近年來，充填采礦法在非金屬礦山，如開陽磷礦、孫村煤礦、淮南煤礦等得到了廣泛應用充填采礦法在國外，如加拿大、澳大利亞、印度、波蘭、法國、德國、瑞典、意大利、芬蘭、愛爾蘭、墨西哥、南非等國都等到了廣泛應用

發(fā)展歷程上世紀50年代以前，廢石干式充填60年代開始采用水砂充填70年代開始發(fā)展細砂膠結(jié)充填技術(shù)80~90年代發(fā)展高濃度全尾礦充填、膏體充填和廢石膠結(jié)充填等新技術(shù)

充填法應用現(xiàn)狀1發(fā)展歷程砼充填水砂充填膠結(jié)充填以水泥作為膠結(jié)材料的膠結(jié)充填新型的膠凝材料的膠結(jié)充填細砂膠結(jié)充填塊石膠結(jié)充填全尾砂膠結(jié)充填膏體泵送充填高水膠結(jié)充填全砂土膠結(jié)充填赤泥膠結(jié)充填廢石干式充填充填法應用現(xiàn)狀1充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀充填采礦法分類情況應用實例上向水平分層充填法普通方式凡口鉛鋅礦、新橋硫鐵礦、康家灣鉛鋅礦、紅透山銅礦、澳大利亞芒特—艾薩礦和布羅肯—希爾鉛鋅礦、加拿大湯普森鎳礦、瑞典烏登鉛鋅礦點柱方式三山島金礦、鳳凰山銅礦、銅錄山硐礦、加拿大斯特拉思科納鎳礦、澳大利亞王島多爾芬白鎢礦進路方式焦家金礦、小鐵山多金屬礦、金川二礦區(qū)、銅錄山銅礦、新城金礦、瑞典克里斯汀貝格礦和倫斯吐姆多金屬礦下向水平分層充填法普通方式應用極少進路方式金川龍首礦、二礦、武山銅礦、焦家金礦、招遠金礦、黃沙坪鉛鋅礦、柏坊銅礦、磐石鎳礦、德國格倫德鉛鋅礦、拉梅爾斯貝格鉛鋅礦兩步驟回采空場嗣后充填法分段充填方式小鐵山多金屬礦、雞冠咀金礦、豐山銅礦、德國巴德—格德鉛鋅礦、愛爾蘭納范鉛鋅礦、俄羅斯諾德斯貝格礦階段充填方式安慶銅礦、銅錄山銅礦、凡口鉛鋅礦、開陽磷礦、錫礦山南礦、紅透山銅礦、澳大利亞芒特—艾薩礦應用現(xiàn)狀分級尾礦充填高濃度全尾礦膠結(jié)充填廢石膠結(jié)充填膏體泵送膠結(jié)充填其它：磨砂膠結(jié)充填、赤泥膠結(jié)充填、高水固化膠結(jié)充填、天然砂膠結(jié)充填和干式充填充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀分級尾礦充填分級尾礦充填是中國礦山應用最為廣泛的充填工藝，約在60余座礦山得到應用，其輸送濃度為65%~70％左右充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀全尾礦膠結(jié)充填自上世紀90年代初在凡口礦建成第一個全尾礦膠結(jié)充填系統(tǒng)后，先后在張馬屯鐵礦、銅綠山銅礦、武山銅礦、湘西金礦和南京鉛鋅礦等礦山應用尾礦利用率85％以上，其中南京鉛鋅礦計劃將全部尾礦充入井下，地表不建尾礦庫充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀廢石膠結(jié)充填成規(guī)模應用廢石膠結(jié)充填的礦山有新橋硫鐵礦、豐山銅礦、銅坑錫礦和吉林鎳礦等局部應用的礦山較多，如金川二礦、凡口礦和金山金礦等，主要利用井下掘進廢石進行膠結(jié)充填充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀膏體泵送膠結(jié)充填中國于1994年和2000年先后在金川二礦和銅綠山銅礦建成了膏體泵送充填系統(tǒng)，均采用德國泵山東湖田鋁土礦曾采用中國沈陽泵建成了赤泥膏體泵送充填系統(tǒng)

充填法應用現(xiàn)狀1應用現(xiàn)狀其它充填技術(shù)磨砂膠結(jié)充填已逐步減少，目前成規(guī)模應用的礦山主要有金川鎳礦、武山銅礦和建德銅礦赤泥膠結(jié)充填于20世紀90年代在山東湖田鋁土礦應用成功，并在山東萊蕪鐵礦開展了赤泥全尾礦膠結(jié)充填工業(yè)試驗高水固化膠結(jié)充填成規(guī)模應用的礦山主要有雞冠嘴金礦和焦家金礦充填法應用現(xiàn)狀1研究成果水泥替代品研究取得重大突破

充填骨料應用范圍日益擴大

混凝土外加劑得到廣泛應用充填體承載機理研究成果豐碩兩相流理論得到重大發(fā)展

深井充填材料與技術(shù)研究廣泛管道磨損對策研究成果豐碩充填法應用現(xiàn)狀1充填法應用現(xiàn)狀1發(fā)展趨勢大型化、機械化、盤區(qū)化、連續(xù)化開采無廢害化兩步驟回采嗣后充填法廣泛應用充填理論及技術(shù)不斷發(fā)展充填設(shè)施、機械、監(jiān)測儀表更新

充填法開采方案2典型方案凡口鉛鋅礦機械化上向水平分層充填法機械化下向水平分層充填法金川鎳礦VCR兩步驟回采嗣后充填法安慶銅礦兩步驟分段回采嗣后充填法新橋硫鐵礦開陽磷礦充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法工作面溜井運輸平巷斜坡道充填體充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法劃分礦房和礦柱，先采礦房，后采礦柱礦房自下而上分層回采，依次充填以維護上下盤圍巖，并創(chuàng)造不斷上采的作業(yè)條件，礦房回采到最后一個分層時，進行接頂充填礦柱在采完若干礦房或全階段后，進行回采機械化程度高，生產(chǎn)能力大該法占我國充填法60%以上基本特征充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法

IIII

III-III-II井溜礦出天井6ma硐室底柱底柱充填體礦體充填體川脈川脈井天a炮孔溜井礦界a脫水井采場界線礦石線界8m8m40m川脈川脈D3tbD3tb川脈脫水井一分段二分段三分段四分段凡口盤區(qū)機械化上向水平分層充填采礦法

充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法鑿巖：HS150X型上向接桿臺車裝藥：NT30/NBB150型井下裝藥車起爆：導爆索毫秒雷管非電復式網(wǎng)絡(luò)出礦：ST-311/2型3m3鏟運機充填：灰砂比1:4的-3mm棒磨砂開采工藝充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法技術(shù)參數(shù)采場能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)采礦直接成本(元/t)充填成本(元/m3)資料年限327.39638823.50.397.260.225.7390.661994充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法適用于礦巖穩(wěn)固或圍巖穩(wěn)固性較差、礦體輪廓復雜、品位高或稀貴礦體“三下”、有內(nèi)因火災危險的礦體及深部礦體使用的回采方案多，機動靈活，適應多種開采技術(shù)條件的需要損失貧化率低

方法評價充填法開采方案2典型方案1機械化上向水平分層充填法提高分層高度，節(jié)省輔助工時構(gòu)筑高強度人工砼底柱，取消留設(shè)礦柱應用機械化盤區(qū)上向分層充填法回采礦巖中等穩(wěn)固以上的厚大富礦體尋求來源豐富且符合技術(shù)要求的充填材料研究制備簡單、輸送方便、易于自動控制的充填工藝發(fā)展趨勢充填法開采方案2典型方案2機械化下向水平分層充填法金川六角形進路充填法開采方案2典型方案2機械化下向水平分層充填法從上往下分層回采、逐層充填一般將分層劃分為進路出礦回采每分層的回采、充填工作在上一分層人工假頂?shù)谋Ｗo下進行開采礦石很不穩(wěn)固或礦石和圍巖均很不穩(wěn)固高品位或價值礦石基本特征充填法開采方案2典型方案2機械化下向水平分層充填法金川二礦區(qū)機械化下向水平分層進路充填法充填法開采方案2典型方案2機械化下向水平分層充填法鑿巖：COP1032HD液壓鑿巖臺車裝藥：PT45A裝藥車型井下裝藥車起爆：非電導爆管一次點火起爆出礦：928LHD型6.1m3鏟運機充填：-3mm棒磨砂灰砂比1:4打底充填，1:6~1:8普通充填開采工藝充填法開采方案2典型方案2機械化下向水平分層充填法技術(shù)參數(shù)采場能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)采礦直接成本(元/t)充填成本(元/m3)資料年限6404004003.252.064.710.355.0616.431996充填法開采方案2典型方案2機械化下向水平分層充填法適用于礦巖均不穩(wěn)固，礦石破碎的品位、價值高的礦體和地壓活動大，致使開裂的礦柱在完整的假頂（砼或高配比的充填體）下進行作業(yè)，工作安全損失與貧化率低，一般礦石損失率為4%～5%，貧化率8%～10%方法評價充填法開采方案2典型方案2機械化下向水平分層充填法增大進路斷面規(guī)格，變低進路為高進路采用新型人工假頂，改善構(gòu)筑工藝大力推廣應用無軌自行設(shè)備，大幅度提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)能力研制、研發(fā)新型充填材料及技術(shù),降低充填成本發(fā)展趨勢充填法開采方案2典型方案3兩步驟分段回采嗣后充填法工作采場充填體柱充填法開采方案2典型方案3劃分礦房和礦柱，分兩步驟回采，先用分段空場法中深孔回采礦房，采后一次膠結(jié)充填，再回采礦柱非膠充填或不劃分礦房和礦柱連續(xù)回采，即回采工作空間暴露面積達到一定極限值時，充填空區(qū)控制地壓活動基本特征兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3兩步驟分段回采嗣后充填法ⅡⅠ-ⅠⅢ-ⅢⅡ-ⅡⅢⅢⅠⅠⅡ124356798-230m-180m新橋硫鐵礦兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3鑿巖：YGZ90液壓鑿巖機裝藥：BQF-50裝藥器起爆：導爆管毫秒雷管起爆出礦：30kW電耙充填：塊石嗣后充填(灰砂比1:15)開采工藝兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3技術(shù)參數(shù)采場能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)采礦直接成本(元/t)充填成本(元/m3)資料年限400501629.165150.274.2621.121996兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3兩步驟分段回采嗣后充填法開陽磷礦兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3鑿巖：YGZ90液壓鑿巖機裝藥：BQF-50裝藥器起爆：非電毫秒導爆管同排同段

出礦：TORO400E、ST-6C鏟運機出礦

充填：磷石膏、黃磷渣嗣后充填

開采工藝兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3技術(shù)參數(shù)盤區(qū)能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)采礦直接成本(元/t)充填成本(元/m3)資料年限10005078012.188100.4511.1895.09

2005兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3適用于礦體輪廓比較規(guī)則的任何傾角、厚度的礦體，一般應用于礦巖相對穩(wěn)固或礦巖不穩(wěn)固，人員不宜進入空場作業(yè)的情況同時具有充填法和空場法優(yōu)點，礦石損失貧化較小，采場生產(chǎn)能力和工人勞動生產(chǎn)率高，充填成本低方法評價兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3大力推廣無軌自行設(shè)備研制新型高效率深孔鑿巖機，盡量采用分段鑿巖，減少采切工作量大體積充填，利用膠結(jié)充填體的后期強度，配比設(shè)計時可節(jié)約水泥，且可利用多種充填骨料發(fā)展趨勢兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案4VCR兩步驟回采嗣后充填法基本特征劃分礦房和礦柱，兩步驟回采，先一步采礦房，再二步采礦柱采用大直徑深孔崩落落礦大階段高度回采，階段高度達120m以上，設(shè)輔助中段，高度60m一步采尾砂嗣后膠結(jié)充填，二步采尾砂非膠結(jié)充填充填法開采方案2典型方案4VCR兩步驟回采嗣后充填法安慶銅礦高階段大直徑深孔崩礦嗣后充填法充填法開采方案2典型方案4鑿巖：Sinba-261型潛孔鉆裝藥：礦渣堵孔、乳化炸藥不耦合裝藥崩礦：大直徑炮孔分層微差爆破崩礦出礦：SCT-5C型鏟運機充填：尾砂膠結(jié)（325號水泥1:4~12,質(zhì)量濃度72%）與尾砂非膠結(jié)交替

開采工藝VCR兩步驟回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案4VCR兩步驟回采嗣后充填法技術(shù)參數(shù)采場能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)充填成本(元/m3)資料年限900303009.1615150.30120~1302008充填法開采方案2適用于礦體輪廓比較規(guī)則的傾至極傾中厚至厚大礦體鑿巖、裝藥在硐室內(nèi)進行，安全性程度高高階段大直徑深孔爆破集中出礦，效率高采礦成本低鑿巖技術(shù)要求高、爆破成本高、礦石損失貧化相對較大方法評價典型方案4VCR兩步驟回采嗣后充填法新型充填材料充填材料及試驗3粉煤灰、磷石膏、煤矸石、黃磷渣、跳汰砂、鋼渣等本課題組研究成果新橋硫鐵礦、開陽磷礦、高峰礦業(yè)公司、華泰礦業(yè)公司、孫村煤礦、淮南煤礦、焦家金礦、康家灣鉛鋅礦、金川集團等新型充填材料充填材料及試驗3粉煤灰粉煤灰是具有一定活性的火山灰質(zhì)材料活性成分AI2O3占45%~60%、SiO2

占20%~30%具有潛在膠凝特性，可作為水泥的替代品改善料漿輸送特性，提高后期強度，降低水泥消耗多個礦山新型充填材料充填材料及試驗3磷石膏多作建筑材料和水泥緩凝劑粒顆較細，且有緩凝作用，不是理想的充填骨料粉煤灰可以改善其性能，后期強度大，有利于嗣后充填推薦水泥:粉煤灰:磷石膏1:1:6~1:1:8，質(zhì)量濃度60%~63%，強度達2Mpa開陽磷礦新橋硫鐵礦新型充填材料充填材料及試驗3煤炭開采、洗選加工過程中排放的廢棄物SiO2含量達50%以上，具有一定的散體強度，是較好的充填骨料推薦水泥:粉煤灰:煤矸石1:4:15，質(zhì)量濃度70%~72%，7d強度高于0.7Mpa煤矸石孫村煤礦淮南煤礦新型充填材料充填材料及試驗3黃磷生產(chǎn)過程中的水淬渣粒級細，滲透系數(shù)小，具有緩凝作用，非理想充填骨料SiO2、Al2O3含量達39.90%和2.99%，具有一定潛在膠結(jié)性能，需用石灰作激發(fā)劑推薦水泥:黃磷渣:磷石膏1:4:10，質(zhì)量濃度60%，強度2.26Mpa黃磷渣開陽磷礦新型充填材料充填材料及試驗3跳汰砂跳汰砂粒度大，管輸性能差，易堵管且磨損嚴重，造成水泥離析，不是理想的骨料尾砂料度較小，與跳汰砂混合后，改善了骨料粒級組成，骨料本身強度得到提高，充填體強度也大大提高，推薦尾砂75%、跳汰砂25%

推薦水泥:煤灰:混合骨料1:2:6，質(zhì)量濃度68%，28、60d強度1.57、2.37MPa，降低水泥耗量26%高峰礦業(yè)新型充填材料鋼渣鋼渣中含玻璃質(zhì)的活化成分，有利于提高膠結(jié)體強度密度大，易沉淀，通過添加粉煤灰、并提高濃度，有望改善推薦鋼渣粒徑小于5mm，0.0075mm以下不高于25%，水泥:粉煤灰:鋼渣1:8:15，質(zhì)量濃度70%~72%，強度達2.92Mpa華泰礦業(yè)充填材料及試驗3充填試驗充填材料及試驗3（1）用比重瓶法測試比重；（2）采用小型相對密度儀測定容重；（3）依（1）、（2）結(jié)果計算孔隙率；（4）采用三聯(lián)式固結(jié)儀測定固結(jié)（壓縮）性；（5）用卡敏斯基管測定滲透系數(shù)；（6）采用粗篩和比重分析聯(lián)合測定物料級配；（7）采用D=20cm的圓盤休止角儀測定干狀樣品和水下樣品兩種狀態(tài)下的休止角。物理性能測試充填試驗充填材料及試驗3采用原子吸收法、鉬藍光度法、EDTA滴定法、EDTA容量法、電位法、返滴定法等。

化學性能測試充填試驗充填材料及試驗3模具準備采用7.07×7.07×7.07cm3標準三聯(lián)試模，為便于拆模，事先在模具內(nèi)涂抹一層潤滑油。物料計量固體物料用案秤或電子秤、水用量筒計量。制漿根據(jù)質(zhì)量濃度要求，加入稱量好的水，充分攪拌均勻，強力攪拌形成均勻充填料漿。配比試驗充填試驗充填材料及試驗3配比試驗模具涂油

物料稱量

料漿混合

試塊制作

充填試驗充填材料及試驗3試塊刮平與脫模模具澆注滿后，讓其自然沉降，待初凝后（3~4d），將試塊刮平，試塊初步自立后（4~5d），進行脫模。養(yǎng)護養(yǎng)護箱溫度18℃、濕度85%配比試驗試塊刮模

試塊養(yǎng)護

充填試驗充填材料及試驗3強度試驗萬能壓力測試機WDW-2000

結(jié)果曲線

抗拉強度

抗壓強度

充填試驗充填材料及試驗3強度試驗摩爾圓

充填試驗充填材料及試驗3坍落度越大，流動性能越好，但達到規(guī)定強度所需要的時間也越長，充填料漿的坍落度應大于160mm。坍落筒高300mm，上、下口直徑100mm、200mm，上、下口要保持平整光滑，以防止漏漿；將坍落筒放置在平整面上，將攪拌好的充填料漿倒入筒中，灌滿后將坍落度筒小心平穩(wěn)地垂直向上提起；量出坍落后拌和物試體最高點與筒的高度差（以mm為單位，讀數(shù)精確至5mm），即為該拌和物的坍落度S。

流動性能測試充填試驗充填材料及試驗3稠度是評價拌和物流動性和可塑性的重要指標之一，稠度大可以保證料漿在輸送過程中處于完全懸浮狀態(tài)，有利于管道輸送和減輕管道磨損；砂漿的稠度是用一定幾何形狀和標準重量的圓錐體以其自身質(zhì)量自由地沉入沙漿混合物中沉入的厘米數(shù)來表示；稠度試驗適用于確定配合比或施工過程中控制砂漿的稠度，以達到控制用水量的目的。

流動性能測試充填試驗充填材料及試驗3流動性能測試SC145型砂漿稠度儀

坍落筒

充填試驗充填材料及試驗3SEM是經(jīng)加速和聚焦的電子束在試樣表面按一定的時間、空間序列掃描，激發(fā)試樣產(chǎn)生各種物理信息；反應膠結(jié)充填體的微觀結(jié)構(gòu)和膠結(jié)機理。膠結(jié)機理測試水力計算管道輸送水力計算4顆料靜水降速度vS顆粒在靜水中由于重力作用產(chǎn)生自由沉降，當顆粒處于均速下沉時的速度定義為顆粒沉降速度vS

；沉降速度越大，顆粒就越難懸浮，也就越難水力輸送，反之亦然；顆粒的密度、粒徑、形狀以及雷諾數(shù)等對其沉降速度有較大影響。

水力計算管道輸送水力計算4流態(tài)變化當Re≤1（層流運動）時，用斯托克斯公式固體顆粒密度水的密度固體顆粒直徑雷諾數(shù)水力計算管道輸送水力計算4流態(tài)變化當Re=2~500（介流運動）時，用阿連公式當Re>1000(紊流運動)時，用牛頓-雷廷格公式水力計算管道輸送水力計算4水力計算步驟已知：固體物料的粒徑d、體重γk、濃度Cv，流量

Qj，充填管路系統(tǒng)長度L、充填站及井下采場標高Z1、Z2，所需管徑D。計算：水力坡度ij，泵送時，選擇泵及計算泵的電機功率。水力計算管道輸送水力計算4水力計算步驟（1）計算臨界流速UL輸送粗顆粒輸送粗顆粒沉降速度水力計算管道輸送水力計算4水力計算步驟（2）計算臨界管徑DL然后按DL選取略小的標準管徑D（3）查表或紊流圖選擇管路摩阻系數(shù)λ水力計算管道輸送水力計算4水力計算步驟（4）求流速μ

（5）求水力坡度：金川公式水力計算管道輸送水力計算4水力計算步驟（6）求局部阻力hju局部阻力系數(shù)，可查表得（7）求總水頭漿體容重水體容重水力計算管道輸送水力計算4水力計算步驟（8）選泵且求泵的電機功率綜合效率泵的型號按流量及總壓頭選擇輸送技術(shù)充填關(guān)鍵技術(shù)5充填倍線表示料漿流動豎直段自然壓頭與沿程阻力關(guān)系輸送技術(shù)5管道輸送料漿的壓頭不足以克服其沿程阻力損失，系統(tǒng)處于不能流動或堵管狀態(tài)料漿的壓頭正好平衡掉其沿程阻力損失，系統(tǒng)處于滿管流動狀態(tài)系統(tǒng)中料漿的自然壓頭過剩，垂直管段上部處于自由下落流動狀態(tài)。漿體容重水力坡度充填關(guān)鍵技術(shù)管道磨損研究5磨損機理非滿管流壓頭過剩L充填料漿自由落體區(qū)空氣砂漿交界面H2滿管輸送區(qū)壓力分布Q(m3/h)H1料漿在空氣與砂漿交界面因碰撞產(chǎn)生巨大的沖擊壓力，導致管路的破裂充填關(guān)鍵技術(shù)5管道磨損研究磨損機理DEF料漿運動軌跡G管道傾斜料漿撞擊料漿沿著D→E→F→G軌跡與管道壁撞擊磨擦造成磨損充填關(guān)鍵技術(shù)5變徑滿管流技術(shù)提高垂直管道安裝質(zhì)量降低料漿對管道的侵蝕采用耐磨性能好的管材和內(nèi)襯（厚錳鋼，不用陶瓷管）充填倍線小的礦山充填系統(tǒng)要進行減壓在磨損率高的部位應用丁字管或緩沖盒彎頭使用中性水制備充填料漿并沖管管道磨損研究防治措施充填關(guān)鍵技術(shù)5滿管輸送充填料漿Q(m3/h)壓力分布狀況HL管道磨損研究防治措施1-7m直徑的儲料槽2-壓氣攪拌；3-內(nèi)徑2D的管道；4-彎管；5-根管段長2D立管；6-70°漸縮管；7-內(nèi)徑D的垂直管道；8-大半徑彎管；9-鵝頸管；10-內(nèi)徑2D的水平管581060°2346719自由下落情況磨損滿流情況磨損形式充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔重復永久修復技術(shù)取定向管鉆機安裝調(diào)試清洗鉆孔套管與巖體分離切割套管打撈切割套管擴孔安裝管道固定管道②下充填管道①下外部套管工藝流程已成功應用于金川礦業(yè)充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔重復永久修復技術(shù)工藝流程取定向管鉆孔施工過程中，為保證鉆孔垂直度，在開口部分須安裝定向管，采用人工開挖方式取出鉆機安裝調(diào)試定向管取出后，即可安裝、調(diào)試鉆機清洗充填管分離切割之前要先清洗充填管，防止切割刀具下不去充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔重復永久修復技術(shù)工藝流程分離—切割—打撈（關(guān)鍵技術(shù)）

1、分離的目的是利用巖芯鉆將鉆孔套管與周圍巖體或固井水泥分離，以利后續(xù)套管切割

2、切割時，鉆桿尺寸一定要計算準確，確保切割深度要小于分離深度，以便留設(shè)管道余頭，便于下次分離時分離鉆具容易套進充填管

3、切割完后，進行打撈，打撈出管道后，再次進行分離切割，直到破損鉆孔中的充填管道全部取出

充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔重復永久修復技術(shù)工藝流程擴孔整條管道取出后，根據(jù)設(shè)計荒孔直徑進行擴孔安裝管道首先安裝鉆孔套管，然后在套管內(nèi)不耦合安裝充填管道

固定充填管道下好后，要用角鋼和槽鋼焊接將其固定，避免管道安裝出現(xiàn)偏斜

充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔重復永久修復技術(shù)金川施工現(xiàn)場充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研究5堵爆機理abc水平管內(nèi)料漿運動狀態(tài)

充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研究5堵爆機理料漿流速很小時，固體顆粒沉在管底不動，當速度逐漸增大到某數(shù)值時，固體顆粒開始沿管底滑動、滾動或不連續(xù)跳躍運動，如圖a所示；料漿流速度繼續(xù)增大時，固體顆粒處于快速跳躍或間歇性懸浮狀態(tài)，即固體顆粒時而在料漿流中，時而又沉入管底，如圖b所示；料漿流速度進一步增大時，固體顆粒就處于完全懸浮狀態(tài)，并沿料漿流方向運動，如圖c所示充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研究5堵爆機理堵塞水擊物理模型淤積堵塞v0h0L第一種為堵塞水擊造成爆管：即出流端或管路某部位瞬時淤塞，引發(fā)上游管道漿體產(chǎn)生壓力波水擊，引進爆管。水擊波波速：充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研究5堵爆機理第二種為真空彌全水擊造成爆管：即豎直管和水平管連接處因速度變化形成負壓，產(chǎn)生真空彌合水擊，形成很大的水擊附加壓強，且在此部位因反復真空作用，產(chǎn)生氣蝕，使其成為薄弱段

L12bbaav2，P2v1，P1Z110Z2Z0真空彌合水擊物理模型充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研究5防治措施

高分子溶液減阻在湍流的有機溶液中，溶解少量聚甲基丙烯酸甲脂等，其阻力大幅度地降低

彈性膜減阻在剛性邊界上粘結(jié)一層彈性膜，以致在層流附面層發(fā)生渡動時，膜的表面產(chǎn)生同步渡動磁液體粘性減阻利用外加磁場把磁性液體保持或固定在所需表面，在物體表面形成可控的柔順磁性液體膜，使液體流過物體表面時，物體表面磁性液體膜與液體產(chǎn)生同步運動而減阻充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研究5防治措施水環(huán)減阻在管壁處注入薄薄一層清水，形成管壁處為清水，管道內(nèi)部為高濃度全尾砂的輸送形式，用低粘度的流體局部置換高粘度流體，實現(xiàn)減阻

氣環(huán)減阻在管道輸送流體中摻入適量氣體，使氣體能依附在管壁上形成一層微的氣環(huán)，從而達到減阻作用振動減阻

由于外部動力（振動），引起流體界面波動，從而達到減阻效果充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研究5深井高壓系統(tǒng)危害

深井充填垂深大、倍線小、管壁所承受的靜壓增大，管道磨損更為嚴重，管道強烈振動、擺動幅度大甚至劇烈破壞以釋放其能量，且壓力造成爆管現(xiàn)象也時有發(fā)生研究深井管道輸送減壓理論與技術(shù)，對于保證深井充填安全，提高深井充填效率具有重要的理論意義和實際應用價值充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研究5儲砂池（減壓池）降壓系統(tǒng)

減壓池充填料漿壓力分布狀況壓力分布狀況進入采場通過對垂直管道高度的限制，利用儲砂池將料漿的輸送速度降為零，使料漿在離開儲砂池時消耗完前段垂直管道中產(chǎn)生的能量而達到降壓的目的。

充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研究5管道折返降壓系統(tǒng)

充填料漿壓力分布狀況壓力分布狀況流入采場通過限制垂直管道的長度、添加水平管長度來達到減壓的目的。由于料漿在離開中段水平管時，還有一定的速度，具備一定的能量，因此其減壓效果不如儲砂池降壓方法。

充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研究5阻尼節(jié)流孔降壓

流向壓力250249248水銀是一種對漿體流動產(chǎn)生約束的裝置。其中可以采用的型號為：厚板阻尼孔、薄板阻尼孔、噴嘴、文式管噴嘴和文式管等。漿體通過阻尼孔裝置后壓力明顯降低。充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研究5滾動球閥門減壓

料漿流向滾動球閥門（RBV）內(nèi)含有一組直徑大約為20mm的陶瓷球，均被裝入缸體中。然后在坑內(nèi)充填管線的不同位置安裝這些閥門。這種裝置將使?jié){體產(chǎn)生高壓力降，從而形成充填料漿的滿管流動狀態(tài)。

充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研究5孔狀節(jié)流管降壓將孔狀節(jié)流管套入充填管道內(nèi)，依據(jù)其消耗的能量，調(diào)整互相之間的間距，使料漿的流動達到滿管流動狀態(tài)。

充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研究5安全隔膜降壓充填料漿安全隔膜泥漿池充填料漿安全隔膜降壓系統(tǒng)示意圖金屬網(wǎng)式安全隔膜可能的結(jié)構(gòu)在垂直管段中間的水平管道，可以分擔或消耗部分靜壓頭，安全隔膜只是起到尾砂脫泥的作用，或者限制跑漿、或者用于管道排氣。

充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研究5緩沖盒彎頭降壓高壓管接頭垂直管同心異徑接頭高壓管高壓法蘭在充填管路中，彎頭是高度磨損區(qū)，彎管的磨損集中在外半徑一帶采用緩沖盒（deadbox）可避免這種磨損，用偏置分接點可簡化垂直管道到水平運輸巷道的排出口緩沖盒的設(shè)計要使其直徑保證盒內(nèi)壁不接觸從給料管落下的高速砂漿，這樣可大大降低磨損率。充填關(guān)鍵技術(shù)典型充填系統(tǒng)5充填關(guān)鍵技術(shù)典型充填系統(tǒng)5充填關(guān)鍵技術(shù)典型充填系統(tǒng)5充填關(guān)鍵技術(shù)典型充填系統(tǒng)5充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦磷石膏膠結(jié)充填系統(tǒng)孫村煤礦煤矸石膠結(jié)充填系統(tǒng)新橋硫鐵礦廢石膠結(jié)充填系統(tǒng)金川二礦區(qū)膏體加壓泵送系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)穩(wěn)料倉皮帶運輸機來自雙軸攪拌機活化攪拌機下至充填鉆孔自制打散機來自穩(wěn)料倉地表堆場雙軸攪拌機來自打散機充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)磷石膏供料線粉煤灰供料線水泥輸送線供水線充填料漿制備及其輸送線：打散破碎、振動放料、雙軸攪拌、強力活化攪拌五條生產(chǎn)線充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)采場充填與管道布置示意圖

充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)采場充填隔離墻架設(shè)示意圖

無縫接頂充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)平均充填能力達40~42m3/a，采場生產(chǎn)能力約500t/d，盤區(qū)達20～25萬t/a打散破碎技術(shù)使磷石膏利用率達100%，利用磷石膏12萬t/a振動放料技術(shù)，解決了磷石膏和粉煤灰在放料過程中的結(jié)拱現(xiàn)象，確保連續(xù)均勻地供料應用效果充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)雙軸攪拌和強力活化攪拌使料漿混合均勻、呈似膏體狀、流動性好、不離析、脫水量少采用磷石膏料漿與廢石交替綜合嗣后充填工藝，充填效果好節(jié)約磷石膏建庫費120萬元/a，成功回收用砂壩礦公路下2262萬t保安礦量應用效果充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)礦石回收率從原先的70%提高到82.67%，貧化率小于6%有效保護地表環(huán)境系統(tǒng)基建投資僅700萬元左右，為傳統(tǒng)膏體充填系統(tǒng)的1/10，使用砂壩礦獲得直接經(jīng)濟效益數(shù)億元應用效果充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)推廣應用推廣應用情況：在用沙壩礦、馬路坪礦、青菜沖礦和新橋硫鐵礦等推廣應用推廣應用前景：我國約有75%以上磷礦與開磷類似且積余磷化工廢料5億多萬噸，年產(chǎn)磷化工廢料6000多萬噸，推廣技術(shù)潛在效益每年50億元以上充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5孫村煤礦系統(tǒng)水泥水泥罐車壓氣卸料水泥倉星型給料機煤矸石皮帶運輸機煤矸石堆場電溜子緩沖漏斗圓盤給料機帶式輸送機核子秤螺旋輸送機沖板流量計攪拌桶水池井巷充填管路充填采場粉煤灰罐車壓氣卸料粉煤灰倉星型給料機螺旋輸送機沖板流量計攪拌桶液化劑倉充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5孫村煤礦系統(tǒng)煤矸石山電溜子電溜子1＃皮帶輸送機1＃皮帶輸送機2＃皮帶輸送機3＃皮帶輸送機，來自篩分機不合格大塊返回破碎機破碎機篩分機2＃皮帶輸送機篩分機4＃皮帶輸送機，篩上料經(jīng)3＃皮帶輸送機返回破碎機