高浓度结构流全尾砂胶结充填实验研究与应用.pdf

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1、矿业工程第9卷第6期20MiningEngineering2011年12月高浓度结构流全尾砂胶结充填实验研究与应用朱国涛(五矿邯邢矿业安徽开发矿业有限公司，安徽霍邱237464)摘要：针对吴集铁矿矿床被约140m厚第四系岩石覆盖，采矿过程中地表不允许塌落，合理选择了阶段空场嗣后充填法采矿，开展了低品位铁矿高浓度全尾砂结构流胶结充填实验研究并成功应用，取得良好的经济和社会效益。关键词：结构流全尾砂胶结充填；充填体；强度；效益中圈分类号：TD823．7文献标识码：B文章编号：1671—8550(2011)06

2、—0020—03一200m以上矿段。初步设计生产能力为99万t／a，根据矿1概述体赋存条件、开采技术经济条件，岩石力学研究和采矿方吴集铁矿(北段)位于霍邱矿区南部，霍邱铁矿区分法论证，确定采用多步骤分段矿房采矿高阶段充填采矿法布南北长约40km，东西宽3～8km的范围内，截止2002和浅孔留矿采矿阶段为辅，当矿体厚>12ITI时，采用多步年全区铁矿石探明储量累计17．2亿t，远景储量为3O亿t。骤分段矿房采矿高阶段嗣后充填采矿法回采，隔一采一，吴集铁矿(北段)属于隐伏型大型变质沉积铁矿床，探明嗣后充填；当

3、矿体厚<12m或矿体间夹石需剔除，以及分资源储量为10532．78万t，平均地质品位TFe29．20。矿支、零星矿体采用浅孑L留矿采矿阶段嗣后充填法回采。床走向长3．2km，宽300～150m，共有8个矿体，I2号该矿石组分简单，矿石矿物主要为磁铁矿，脉石矿物矿体为主矿体，占全矿床储量的9O．O7。赋存标高一33主要石英，低品位但可选性较好，S、P等杂质含量低，最～一663m以下，平均斜深394m，平均厚22．23rfl，倾角终工业产品为单一优质铁精粉，铁精矿含铁66．5。选矿50。～7O。，走向自南向北

4、由335。转至18。，总体向西倾斜。工艺为三段一闭路流程，综合选比3．7。若选矿能力按处矿石类型为沉积变质磁铁矿，矿石抗压强度为理100万t／a规模计算，则干抛尾矿比率为15，干抛尾140MPa，，=12～16，稳固；围岩抗压强度96MPa，顶板矿量约15万t，人磨矿石量85万t，精矿年产量28万t，围岩为黑云母斜长片麻岩、含铁角闪斜长片麻岩等，，一8尾砂量57万t。～12，稳固；底板围岩为黑云母斜长片麻岩、混合花岗岩、根据所选的采矿方法，必须实现胶结充填。该方案决黑云母变粒岩、黑云母角闪片岩，，一8～1

5、2，稳固。顶底定了料浆的制备和输送方式选择。最适宜、最经济的充填板富水程度较弱，水文地质条件中等。物料是井下掘进的废石和选矿厂尾砂，基于公司的内外因该矿床属隐伏型裂隙充水矿床，矿体位于当地侵蚀基素考虑，废石加工破碎后可以作为建筑和筑路等材料，因准面与地下水位以下，矿区均被第四系所覆盖，厚57．5～此，尾砂是最合适的胶结充填物料，也是未来充填采矿发166m，岩性多为粘土、亚粘土和砂层等，水系尚发育，有展的方向。公司委托相关科研单位对充填技术系统方案进多层流沙层，工程地质条件差。矿区地表多为优质良田、行研究，

6、认为该方案切实可行，既能为充填系统建设方案沟塘、水渠和自然村庄等地表设施，因此采矿过程中地表提供基础资料，又能验证了料浆的制备和输送的相关影响不允许移动和塌落；矿体上部为破碎强风化带，必须给予因素，因此，着重开展对充填物料工业实验的研究，具有保护，为了避免第四系含水层与井下发生水力联系，将矿重要的现实意义。体上部与破碎风化带接触带预留20iTI水平厚的连续护顶2实验方法柱，保护破碎风化带不受破坏。一期工程采用竖井开拓方式，中央主、副井，两翼为2．1全尾砂基本物化性能参数测定风井，对角两翼抽出式通风，开采范

7、围为16～32线之间全尾砂的密度、容重、孑L隙率、化学成分及粒级组成进行了测定，见表1～3。分布粒径如下：d1o一5．71m、d50=46．82m、d9o一收稿日期：2011一O6—17作者简介：朱国涛(1982一)，男(汉族)，安徽霍邱人，安徽开发125．87m、dj句一59．68肚m。矿业有限公司助理工程师，主要从事采矿技术工作。实验数据分析见表1～3，尾砂的物化性质对流体的流2011年第6期朱国涛高浓度结构流全尾砂胶结充填实验研究与应用21变类型、水力学的性能、充填体的力学性质影响较大。全尾实验数据

8、分析，全尾砂24小时最大沉降浓度为砂比重及松散容重较小，其化学成分中Si()2含量较大，有利66．36％～67．23％，平均为66．8O。1小时沉降浓度约达于快尾砂自然沉降速度，而CaO及MgO含量相对较低。65，6小时沉降浓度接近最大值，以后沉降浓度基本不变。该矿沉降特性直接成功应用，将选厂的8浓度尾砂表1全尾砂密度、容重、孔隙率直接用泵送到立式砂仓自然沉降，阶梯式排水设施排水，压气造浆，较短时间内能在砂仓内制成全尾砂浓度约