银矿全尾砂胶结充填技术试验研究报告

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1、研究报告南京铅锌银矿全尾砂胶结充填技术试验研究报告长沙矿山研究院南京铅锌银矿二○○○年十一月60南京铅锌银矿全尾砂胶结充填技术试验研究报告1现有系统改造问题的提出南京铅锌银矿地处南京市郊栖霞山风景区，矿山目前年产矿石量约25万吨，年产尾砂量约13万吨，矿山不具备尾砂外排及堆存条件，目前是将选厂尾砂分级后，粗砂用于分层充填，而尾泥则掺入水泥与添加剂经搅拌制备后，泵送至原有老采空区充填。尽管矿山现有充填方式暂可将尾砂全部充入井下，但从长远的角度来看，矿山现有充填系统与充填工艺存在如下问题：①全尾砂分级后，粗砂充入现有分层充填

2、法采场，但充填砂量不能满足生产要求，不得不外购江砂补充，致使充填成本增加；②由于尾泥中粒级过细，为保证其充入老采空区后凝结硬化，水泥耗量大，充填成本高；③由于充填料输送管路总长达1846m，尤其是地表充填搅拌站至+14m水平以上的充填倍线较大，目前采用4PNJ—B衬胶泵加压输送，其允许输送料浆最大重量浓度为60%左右。泵送设备技术性能的限制导致充填料浆输送浓度难于提高，低浓度充填料浆进入空区后，必然出现分级、离析严重，强度发展慢等现象，同时加大了跑浆的可能性；④60现有立式砂仓放砂性能不稳定，放出的尾泥与尾砂浓度较低且不

3、均匀，难于满足高浓度充填的技术要求；⑤现有水泥仓出料系统不合理，放料性能不稳定，相关计量与自控仪器仪表未能正常发挥作用，系统基本处于失控状态；⑥现有搅拌系统搅拌效果较差，不能满足高浓度充填料进行活化搅拌的技术要求。充填料浆能否做到活化搅拌不仅关系到全尾砂胶结充填体的强度能否满足采矿工艺要求，还关系到高浓度全尾砂胶结充填料浆能否通过管道顺利输送到采场；⑦井下水平充填管路采用增强塑料管因吊挂不规范，形成上下起伏与弯曲，进一步增大了管道输送阻力；⑧目前老采空区尚有7～8万m3的体积，待其1.5～2.0年充满后，每年就有6～7万

4、吨的尾泥必须充入现分层充填法采场。为解决上述技术难题，有必要进行全尾砂胶结充填新材料新技术研究，将尾砂粗、细粒级均充入现有分层充填法采场，取消外购江砂，实现高浓度全尾砂胶结充填以降低采场充填料的分级离析程度，提高充填体早期强度，确保采场生产能力；研究开发新型高效廉价胶结剂代替水泥以降低充填成本。为此，南京铅锌银矿委托长沙矿山研究院开展全尾砂胶结充填新材料新技术研究，旨在使矿山实现无废开采，适应越来越严格的环保要求，确保矿山高产、稳产，持续发展。2矿山充填技术沿革与现充填系统概况60由于南京铅锌银矿地处南京市栖霞山风景名胜

5、游览区，矿山目前采用地下开采，必须完善采场与采空区充填工艺技术，实现无尾排放，以保护风景名胜与周边环境不受污染。为此，南京铅锌银矿对充填系统工艺流程进行了多次技术改造与试验，曾采用过矸石充填、水砂充填、全尾砂与尾泥高水单浆料固化剂胶结充填、分级尾砂胶结充填、尾泥胶结充填等工艺。目前主要采用分级尾砂胶结充填和尾泥胶结充填，少量采用水砂充填工艺。目前南京铅锌银矿在选矿厂浮选车间西侧+33m水平建有一座尾砂胶结充填制备站，站内建有φ8m高21m的立式钢砂仓（容积880m3）与方型立式水泥仓（总容积130m3）各一座，在立式砂仓

6、仓顶安装了两台φ250mm水力漩流器，将选厂泵送过来的全尾砂经300m3中转贮砂池，再由4PNJ-B型衬胶泵扬送至水力漩流器进行分级与浓缩。其中+37μm以上分级尾砂直接进入该立式砂仓供采场分层充填，溢流尾泥送站内另一座φ10m的砼立式尾泥仓（容积800m3）沉降，底流自流至搅拌桶与胶结材料混合制成尾泥胶结浆体，通过4PNJ衬胶泵经由φ90mm增强塑料管泵送至老采空区进行充填。1993年南京铅锌银矿为满足二十万吨技改扩建后生产采场采充平衡的需要，在采矿工区新建办公楼北侧增建一套水砂充填系统，采用外购江砂作为充填材料。水砂

7、充填系统由卧式砂仓、高位水池、混合箱、溢流池、砂泵池、充填钻孔及输砂管道组成。卧式砂仓分建成两座容积为372m3与408m3的砂池。200m3高位水池标高为+50.14m,其有效容积为165.3m3，剩余34.7m3用于贮泥。原设计在混合箱底部钻有两个孔径Φ110mm的充填钻孔，孔距1.16m，孔深131.5m，孔内下有直径Φ108mm，长6.0m60的地质套管，这两个钻孔后因套管磨穿塌孔堵死。新充填钻孔孔径Φ110mm，内衬Φ90mm增强塑料管。溢流池紧靠混合箱，规格3.0×2.5×1.2m，容积为9.0m3。砂泵池规

8、格为2.0×1.3×1.4m，安装有一台流量为13m3/h的2PNJ衬胶泵，将溢流砂浆重新泵回混合箱用于充填。3现有系统全尾砂胶结充填试验南京铅锌银矿为了检验利用现有充填系统能否实现全尾砂胶结充填，分别于2000年10月10日及10月16日利用现有充填系统进行了两次试充，充填地点为702采场空区，总充填体积约600m