永平铜矿厚大矿体采矿方案优选及采场充填工艺研究

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1、万方数据硕士学位论文绪论与管理经验，特别是露转坑的矿山，其对地下开采的要求，比单一地下开采矿山要求与管理更严格，技术难度更大。为保证矿山露转坑的正常生产，保证露天开采系统的正常进行，保证地下开采的安全，充填采矿法是必不可少的[4·61，因此，永平铜矿露天与地下联合开采，不仅要求有一支很好的管理队伍，更重要的是要求掌握地下矿山的开采方法与工艺，特别是充填采矿方法与工艺。1．2国内外研究现状1．2．1充填技术研究现状矿山充填技术是指利用充填材料制备符合相应要求的充填料浆来充填采空区，在空区内形成的充填体具有一定的强度来满足控制地压的需型7。钔，从而提供安全的作业环境、减少损失贫化率、减

2、少地表塌陷，同时还减少了废弃物在地表堆放等问题，以达到相应的回采和环保要求。矿山充填技术主要包括充填料制备技术、充填料输送技术、采场充填工艺等三部分【9‘1们。1．充填技术的发展自进入工业社会以来，人类对矿产资源的需求量也在不断地增加，矿产资源使得人类社会得到发展和进步，为国民经济、国防工业、高新技术等众多领域提供了重要的战略物资支持。然而，矿产资源的开发的和利用带来资源浪费、地表塌陷、废物排放、安全隐患等一系列严峻问剧11‘131，与以保护生态环境、降低资源消耗、追求可循环经济的绿色矿山理念相悖[14以51，随着采矿工业的不断发展，矿山充填技术也不断地改进创新来满足相应的要求。目

3、前矿山充填使用最多的充填料为选厂产生的尾砂。但是单纯采用选厂尾砂的话可能充填体不能达到所需要的强度或者需要排出大量的水，常常还需要在尾砂中加入一定比例的水泥等胶凝材料并进行充分混合后形成具备一定浓度的充填料浆。尾砂充填经历了分级尾砂充填到全尾砂充填，同时浓度也经历了低浓度到高浓度、膏体的发展阶段。随着充填尾砂的浓度不断提高，我国的充填技术水平也取得了长足的发展，在料浆制备方面，为达到一定的浓度，国内外主要采用或研究采用以下方法：在料浆中添加其他干料，减少水分所占的比例；采用旋流器、离心机、过滤机等设备对料浆进行脱水处理，以提高其输送浓度；在进入搅拌混合前，尾砂在砂仓中事先沉淀脱水；

4、在料浆中添加减水剂、粘稠剂等改性材料。随着近年来我国采矿产业的不断发展【l61，充填技术的理论和实践也相应得到了广泛的应用，尤其是近年来胶结充填技术的日趋完善，使得充填技术在采矿实践中的地位也越来越重要；目前在采矿业主要使用的充填技术是水力充填2万方数据硕士学位论文绪论和胶结充填。这些充填方法的产生，能够适用于不同矿山的自然环境，使得矿山开采中的很多难题得到解决。国内科研院所经过多年的科技攻关，在充填技术工艺和装备水平上已经大大缩小了与国外矿业先进国家的差距，同时与充填采矿法紧密配套的充填工艺与技术也得到长足发展，但国内充填工艺发展相比国外落后10到20年，其发展历程总体上可划分为

5、四个阶副1。7‘20】：(1)我国50年代以前主要采用废石干式充填，该工艺以处理采矿产生的废石为目的，但是废石干式充填也伴随着充填效率低、生产能力小和劳动强度过大等缺点，随着社会的不断发展进步，相应的技术装备和回采工艺不断改进，废石干式充填已经不能满足我国矿业发展的需要，从50年代起，该工艺在矿山中所占比重逐年递减，逐渐退出历史舞台。(2)60年代初期，部分矿山开始首次采用水砂充填工艺，该工艺主要原理为采用水作为传送运输介质，将充填所用尾砂与水在搅拌站充分搅拌混合后通过充填管网输送到采空区进行充填。1965年锡矿山南矿首次采用水砂充填工艺充填采空区有效地控制了周围的地压活动，减缓了

6、地表的下沉，保障了采场的作业安全；随后该工艺逐渐在招远金矿、凡口铅锌矿等矿山取得了成功应用。(3)70年代到80年代，逐渐开始研究细尾砂胶结充填技术，细尾砂充填料主要以分级尾砂、天然砂和棒磨砂为主。该技术逐渐应用于我国凡口铅锌矿、招远金矿和焦家金矿的矿山，由于细尾砂胶结充填兼顾了胶结强度和利于管道水力输送等特点，使其在80年代逐渐得到广泛的推广应用。随着胶结充填技术的不断发展，逐渐开始对充填材料的性质、充填体自稳、充填体力学特性等方面进行了一定的研究，使尾砂胶结充填工艺日益成熟，到90年代时，该工艺普遍应用在凡口铅锌矿、小铁山铅锌矿、凤凰山铜矿、牟平金矿等20多座矿山。(4)90年

7、代以来，随着对回采工艺和环境保护要求越来越严格，充填工艺也不断地进行改进，在这期间充填采矿工艺得到全面发展，具体表现在充填料浆、充填原料和充填技术上改进，料浆采用高浓度充填、膏体或似膏体充填等；原料使用废石、全尾砂、磷石膏、矿山固废物等；技术上采用高效浓缩制浆技术、大功率泵送技术、数字化智能化调控技术等。2．充填技术的应用当前在国内应用的充填工艺【21．22】主要有分级尾砂充填、废石胶结充填、全尾砂胶结充填、膏体泵送胶结充填、赤泥胶结充填、高水固化胶结充填、少量的天然