【正文】 殼，充填體的宏觀整體性較好，對(duì)第二步礦房的安全回采，降低礦石損失貧化率，都十分有利。分層回填掘進(jìn)矸石735m3，砂漿 ，充填體的灰料（江砂 +廢石）比為 1:16，現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)定試塊平均抗壓強(qiáng)度 R28=，滿足安全回采和控制地壓的要求。 圖 21 新橋硫鐵礦塊石膠結(jié)充填系統(tǒng) 井下充填料漿的混合方式 國(guó)外使用塊石膠結(jié)充填技術(shù)的礦山很多，技術(shù)發(fā)展的已經(jīng)很成熟。如澳大利亞的芒特艾薩礦（ Mount Isa），加拿大的基德克里克礦（ Kidd Greek）和吉克礦（ Geko）等。這些礦山塊石膠結(jié)充填的共同特點(diǎn)是地表制漿（水泥漿、水泥 +尾砂漿、水泥 +細(xì)砂漿等）、地下混合。同時(shí)能使用井下廢石代替其他塊石作充填骨料的都盡量使用，有的礦山干脆就是廢石充填。其不同點(diǎn)在于井下混合方式，概括起來(lái)大概有以下三種混合方式見(jiàn)圖 22—圖 24。 圖 22. 天井混合料漿廢石充填系統(tǒng)示意圖 圖 23汽車(chē)內(nèi)混合料漿系統(tǒng)示意圖 圖 24電耙道混合料漿系統(tǒng)示意圖 1— 水泥； 2— 粉煤灰； 3— 螺旋給料機(jī)； 4— 計(jì)量倉(cāng)； 5— 攪拌筒； 6— 塊石運(yùn)輸汽車(chē)； 7— 給料斗； 8— 噴射器； 9— 溜槽； 10— 管道井； 11— 充填采場(chǎng)； 12— 皮帶運(yùn)輸機(jī)； 13— 斜溜井； 14— 電耙硐室；15— 電耙； 16— 電耙道； 17— 塊石井 塊石膠結(jié)充填充填材料的制備及配合比選擇 塊石充填由于骨料的粒度較大（ 300mm），因此料漿不可避免的要離析分層，同時(shí)如果級(jí)配不合理，會(huì)在充填體內(nèi)部形成空區(qū)，降低充填體質(zhì)量，因此對(duì)骨料的具體加工、其他細(xì)顆粒骨料對(duì)塊石骨料粒級(jí)組成不足的補(bǔ)償優(yōu)化、水泥耗量、充填料漿濃度確定等要依據(jù)各個(gè)礦山的具體情況，在保證安全回采的前提下，使充填費(fèi)用達(dá)到最小。廢石膠結(jié)充填骨料的要求及配合比的選擇，要遵循以下基本原則： （ 1）在膠結(jié)充填礦山中，水泥費(fèi)用在充填材料成本構(gòu)成中所占比例最大，因此在保證安全回采（即現(xiàn)場(chǎng)對(duì)充填體的強(qiáng)度要求）的條件下，水泥的用量應(yīng)該達(dá)到最小。在廢石膠結(jié)充填的礦山，水泥耗量一般為料漿總重的 3%5%，澳大利亞芒特艾薩礦水泥耗量為 %1%，這與他們依靠科技進(jìn)步、不斷降低充填成本有關(guān)。在廢石膠結(jié)充填系統(tǒng)中，粉煤灰、細(xì)磨爐渣等具有膠結(jié)性能的材料的使用非常重要，一方面可以利用其火山灰性質(zhì)和膠凝性能取代部分水泥，另一方面可以利用其細(xì)顆粒成分填補(bǔ)廢石等大塊骨料之間形成的空隙，增加充填體密度，提高充填體強(qiáng)度，從這個(gè)意義上，也可以降低水泥耗量； （ 2）廢石的加工。充填體強(qiáng)度要求越高的礦山，對(duì)骨料中最大顆粒的尺寸限制越嚴(yán)格。否則會(huì)導(dǎo)致充填料漿的離析分層、降低充填體的密實(shí)度，損害充填體質(zhì)量。正因如此，芒特艾薩礦于 1994年將廢石的最大顆粒尺寸從300mm降低到 75mm，美國(guó)邁克爾礦要求廢石破碎的最大尺寸為 50mm，斯洛文尼亞的齊羅夫斯基礦的高強(qiáng)度充填部分要求廢石的最大顆粒尺寸不超過(guò) 34mm，金川公司龍首礦粗骨料膠結(jié)充填系統(tǒng)要求的細(xì)石尺寸為 25mm。在對(duì)充填體強(qiáng)度要求較高的礦山，建議廢石破碎至 50mm。 （ 3）分級(jí)尾砂等細(xì)骨料。在廢石膠結(jié)充填系統(tǒng)中，由于廢石等粗骨料的顆粒尺寸較大，會(huì)在充填體中形成很多空隙。因此在充填料漿中添加部分細(xì)顆粒骨料，以提高充填體的密實(shí)度，具有特別重要的意義。同時(shí)由于對(duì)料漿脫水的具體要求，以使用分級(jí)尾砂較好，而對(duì)于尾砂來(lái)源不足、充填體強(qiáng)度要求又高的礦山，只能采用棒磨砂來(lái)補(bǔ)償廢石骨料級(jí)配的不足。 （ 4）粗骨料與細(xì)骨料的比例。使用廢石膠結(jié)充填的礦山，在粗細(xì)骨料的合理比例上基本上達(dá)成了共識(shí)，就是 +5mm粗顆粒含量占 75%、 5mm細(xì)顆粒含量占 25%（其中 1mm粒級(jí)部分接近 6%）。關(guān)于合理的粒級(jí)組成確定，取得大家認(rèn)可的是 Talbot曲線，該曲線可用以確定混凝土強(qiáng)度最佳化的顆粒級(jí)配： P(u)=100(u/um)n 式中： P(u)—通過(guò)篩孔直徑 u的重量百分比； um—最大顆粒尺寸； n—使充填體強(qiáng)度達(dá)到最大、可用實(shí) 驗(yàn)方法確定的一個(gè)常數(shù)。 （ 5）充填料漿的濃度。充填料漿的濃度遵循膠結(jié)充填的一般規(guī)律，就是在保證料漿能順利輸送、進(jìn)入采場(chǎng)后能充分接頂和有一定流動(dòng)性的條件下，使用最高的料漿濃度。高濃度充填是降低水泥耗量、提高充填體強(qiáng)度、減小料漿的離析分層及脫水量等成本質(zhì)量控制的最直接、最根本的辦法，因此在廢石膠結(jié)充填中，更應(yīng)該采用高濃度充填。因?yàn)閺U石膠結(jié)充填基本不用考慮料漿的輸送問(wèn)題，廢石與細(xì)砂漿的井下混合，為提高充填料漿的濃度開(kāi)辟了更加重要的途徑，只要能提高攪拌質(zhì)量，保證充填材料在井下充分、均勻的混合，就可以達(dá)到用理想的濃度進(jìn)行充填的目的。 深井礦山廢石膠結(jié)充填的生產(chǎn) 深井礦山對(duì)于水泥、粉煤灰、尾砂、細(xì)砂等細(xì)物料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存同細(xì)砂管道自流膠結(jié)充填系統(tǒng)。由于礦山地表距離采場(chǎng)的垂高大、運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、充填倍線小等特點(diǎn)，決定了料漿對(duì)管道的壓力大、磨損嚴(yán)重。為了減輕或避免這種不利影響，棒磨砂等細(xì)砂應(yīng)該盡量與水泥等分開(kāi)輸送，故棒磨砂等細(xì)砂可以通過(guò)垂直鉆孔進(jìn)行干式輸送，在井下與廢石骨料混合，之后再與其他料漿混合進(jìn)入采場(chǎng)。水泥、粉煤灰、尾砂等骨料對(duì)管道的磨損比較輕微，同時(shí)為了保證礦山的充填量，應(yīng)采取管道自流輸送方式，但要注意作好減壓、降低磨損等技術(shù)工作。 廢石膠結(jié)充填工藝充填質(zhì)量的好壞與料漿和塊石能否充分、均勻的混合密切相關(guān)，因此礦山應(yīng)根據(jù)自己的具體情況，盡量做到先混合再充填。在幾種混合方式上，以電耙扒運(yùn)方式效果最好，適合于對(duì)充填體質(zhì)量要求嚴(yán)格的礦山，在生產(chǎn)工程中，要做好塊石下皮帶時(shí)，砂漿的對(duì)吹，電耙能做一些攪拌工作的，應(yīng)盡量邊攪邊運(yùn)。如果礦山的條件允許，可以采用拋擲充填。 各物料的供應(yīng)應(yīng)做到計(jì)量準(zhǔn)確、波動(dòng)很小，嚴(yán)格按照料漿設(shè)計(jì)的配合比進(jìn)行充填。特別是井下的混合過(guò)程，由于大塊廢石可能導(dǎo)致骨料的供應(yīng)不穩(wěn)定，因此地下的工作人員應(yīng)根據(jù)具體情況隨時(shí)調(diào)整，以保證充填料漿的濃度。 充填擋墻等采場(chǎng)準(zhǔn)備工作，同細(xì)砂管道充填系統(tǒng)，在廢石充填中，采用粉煤灰擋墻可以滿足生產(chǎn)需要。 充填前后引流水和洗管水，要排入固定的畜水池，之后用泵排出地表 5 深井礦山充填系統(tǒng)的選擇 以上介紹的四種充填系統(tǒng)都是適合于深井礦山的充填系統(tǒng)，此外風(fēng)力輸送和干式輸送等充填系統(tǒng)也可以考慮采納，由于后兩種系統(tǒng)充填能力的限制，同時(shí)可能不能滿足礦山對(duì)充填體質(zhì)量的具體要求，因此要盡量考慮前四種充填系統(tǒng)作為深井礦山的充填系統(tǒng)選擇的范圍。由于深井礦山的具體特點(diǎn)，對(duì)充填系統(tǒng)的選擇應(yīng)遵循以下基本原則： （ 1）保證安全生產(chǎn)，最大限度的控制地壓，防止巖爆和冒落事故的發(fā)生。因此礦山在充分考慮地壓特征、采礦方法等諸多因素的前提下，盡量以膠結(jié)充填系統(tǒng)作為首選系統(tǒng)方案； （ 2）要有足夠的充填量，保證礦山的采充平衡，防止發(fā)生采充失調(diào)現(xiàn)象。礦山在設(shè)計(jì)好出礦量的前提下，決定充填量，根據(jù)充填量的大小，采用具體的充填系統(tǒng)。四種充填方式按充填能力的大小依次排序?yàn)椋杭?xì)砂管道自流膠結(jié)充填系統(tǒng)、塊石膠結(jié)充填系統(tǒng)、膏體自流充填系統(tǒng)和膏體泵送充填系統(tǒng)。后兩種系統(tǒng)的充填能力在伯仲之間，都為 60—80m3/h； （ 3）系統(tǒng)簡(jiǎn)單的原則。充填系統(tǒng)要力求簡(jiǎn)單，這樣才能做到料漿配合比控制準(zhǔn)確，工人容易操作； （ 4）系統(tǒng)的基建和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用達(dá)到最小。這兩點(diǎn)看起來(lái)好象很矛盾，因?yàn)榧?xì)砂管道系統(tǒng)的基建費(fèi)用低而經(jīng)營(yíng)費(fèi)用高、膏體泵送系統(tǒng)的基建費(fèi)用高而經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低，因此礦山在作出選擇時(shí)要權(quán)衡利弊，綜合考慮。但是膏體自流充填系統(tǒng)的基建費(fèi)用略高于管道自流系統(tǒng)，但大大低于膏體泵送系統(tǒng)，同時(shí)其經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低于管道自流充填系統(tǒng)，因此是深井礦山在充填倍線小于 5的情況下的首選方案。如果礦山的掘進(jìn)廢石多、分級(jí)尾砂不能滿足礦山充填的需要、而對(duì)充填體強(qiáng)度要求較高時(shí)，廢石膠結(jié)充填系統(tǒng)是首選方案，其基建費(fèi)大大高于管道自流及膏體自流充填系統(tǒng)，卻低于膏體泵送充填系統(tǒng)，經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低于管道自流系統(tǒng)，與膏體自流系統(tǒng)和膏體泵送系統(tǒng)大致持平； （ 5）系統(tǒng)運(yùn)行可靠的原則。系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要保證穩(wěn)定正常，故障率不能高。設(shè)備出現(xiàn)故障要能及時(shí)高效的修復(fù)，因此建議盡量采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)操作人員及設(shè)備維修人員要做到定期培訓(xùn)。同時(shí)為了保證礦山的正常生產(chǎn)，建議有兩套充填系統(tǒng)，一套生產(chǎn)，一套備用。同時(shí)要掌握好系統(tǒng)使用的成熟性及低成本充填的矛盾，如細(xì)砂管道自流膠結(jié)充填工藝在使用上非常廣泛、在技術(shù)上非常成熟，因此有助于系統(tǒng)的可靠性，但膏體自流充填工藝和膏體泵送充填工藝由于是新技術(shù)，因此不利于系統(tǒng)的可靠性，但其經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低，可以提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益； （ 6）環(huán)境保護(hù)的原則。充填系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和采用，要盡量考慮使用工業(yè)廢料，如尾砂、粉煤灰、冶煉爐渣、掘進(jìn)廢石等，這不僅可以降低礦山的充填費(fèi)用，而且也適應(yīng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的國(guó)策。 6 小節(jié) 考慮到礦山充填能力的具體要求，本章介紹了四種深井充填系統(tǒng)，其中的每一種充填系統(tǒng)都可以包括對(duì)應(yīng)的非膠結(jié)充填系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈儚奈锪系牟杉?、運(yùn)輸，料漿的制備、輸送以及采場(chǎng)充填工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)具有很大的相似性，因此本章實(shí)際介紹了八種充填系統(tǒng)。盡管如此，本章不可能含蓋所有可用于深井礦山的充填系統(tǒng)，但是用這幾種充填系統(tǒng)基本可以解決深井充填的系統(tǒng)問(wèn)題。 以上幾種充填系統(tǒng)的充填材料的采集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存，充填料漿的制備、輸送等充填材料制備工藝，充填系統(tǒng)中的地面攪拌站、井下管網(wǎng)系統(tǒng)等系統(tǒng)設(shè)施，以及采場(chǎng)中充填前的準(zhǔn)備、引流水和洗管水的排放、計(jì)量?jī)x表的使用與管理、充填接頂工藝等充填生產(chǎn)中相同的部分，本章沒(méi)有重復(fù)介紹，可以互相參考。 管道自流膠結(jié)充填工藝具有充填能力大、系統(tǒng)運(yùn)行可靠、系統(tǒng)投資較小等特點(diǎn)，但是也具有充填體質(zhì)量較低、料漿進(jìn)入采場(chǎng)之后離析分層嚴(yán)重、料漿脫水量大等不足，同時(shí)將其利用于深井充填，還需解決管路壓力、管道磨損等一系列問(wèn)題； 膏體泵送充填工藝具有充填質(zhì)量高、系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低、料漿不離析分層、不脫水或脫水量很小等優(yōu)點(diǎn)，但是也有充填能力較小、系統(tǒng)投資大、運(yùn)行時(shí)對(duì)充填料漿的要求高、操作技術(shù)要求高等缺點(diǎn)，膏體泵送充填系統(tǒng)在深井礦山中的應(yīng)用需要解決的技術(shù)問(wèn)題是管路壓力問(wèn)題，同時(shí)由于在兩相流輸送理論中沒(méi)有對(duì)結(jié)構(gòu)流的水力坡度計(jì)算作出介紹，因此在本章中對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述； 膏體自流充填系統(tǒng)同時(shí)具備以上兩種充填系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，克服了兩種充填系統(tǒng)各自的缺點(diǎn)，因此是深井礦山首選的充填系統(tǒng)方案。本章針對(duì)膏體自流技術(shù)需要解決的具體問(wèn)題，作出了可行性技術(shù)論證，提出了實(shí)現(xiàn)方案，認(rèn)為是可以開(kāi)發(fā)的一種充填系統(tǒng)； 廢石膠結(jié)充填系統(tǒng)將廢石在井下就近處理，棒磨、破碎等工序在井下完成，可以結(jié)合管道自流充填和干式充填系統(tǒng)的特點(diǎn)，具有充填能力大、充填體質(zhì)量高、系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)費(fèi)用小等特點(diǎn)，因此是廢石量較多的深井礦山值得采用的一種充填系統(tǒng)。但是如果礦山的廢石量不大、或者說(shuō)不能滿足充填的需要，則不建議這種系統(tǒng)。因?yàn)槿绻捎脡K石充填，考慮到管道的磨損問(wèn)題，不應(yīng)該采用管道混凝土輸送系統(tǒng)，因此比較合理的輸送方式是分開(kāi)輸送，即塊石用鉆孔或砂石井送到井下，管道中輸送水泥、粉煤灰、尾砂等細(xì)顆粒材料，之后兩者在井下混合，送到采場(chǎng)。這種系統(tǒng)與管道自流充填系統(tǒng)比較，具有系統(tǒng)復(fù)雜、充填能力小等缺點(diǎn)。 深井礦山充填系統(tǒng)的選擇首先決定于礦山的材料情況，同時(shí)要符合本文給出的選擇原則。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. 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