膏体充填技术的发展.doc

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1、膏体充填技术的发展1、概述29纪中叶之前,世界范围内大部分地下矿山开采都采用横支护的空场法，在地质条件不复杂的环境下,可通过增加横撑数量和减小巷道断面等技术措施增加釆场稳定性，但对于地质条件复杂的环境,常见的崩落法和空场法都难以营造安全稳定的釆场作业环境，随着人类对资源的渴求以及安全意识的提高，充填采矿法作为一种新型采矿方法在19世纪中期诞生。1864年，美国首次使用水砂充填，以保护宾夕法尼亚州的一个位于煤矿区的座教堂基础，这是充填技术在建筑和釆矿行业的应用结合点，这一举措拉开了充填釆矿的序幕。在随后的生产实践中，人们总结出充填采矿具冇安全、可恢复、高效、环保、降低贫化率、适用性强等诸

2、多优点。充填采矿从诞生至今己有一百多年历史，发展为三大釆矿方法之一，该种釆矿方法在许多不同地质环境下都冇过成功应用的历史，也因地质环境和釆矿工艺的不同延伸出许多充填采矿技术。根据充填材料的不同将充填釆矿技术分为干式充填、水砂充填、混凝土充填、尾砂充填、尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体充填、高水速凝充填和其他废弃物充填等。根据充填所需动力分裂可分为机械充填、风力充填、水力充填、粟压充填等。根据回采工艺和方向不同可将充填采矿法分为上向分层充填、上向进路充填、下向分层充填、下向进路充填、削壁充填、壁式充填以及方框支架充填等多种充填技术形式。2、国外膏体充填的发展介绍国外充填采矿技术发展起步较

3、早，如前所述，早在1864年人们就已经认识到充填技术可以控制地表沉陷等问题，随后在以美国、德国、南非、澳大利亚等国家的众多矿山开展了充填釆矿试验，并研氏岀多种充填采矿工艺。1930年,霍恩公司进行采矿尾砂和炼铜炉澄回填至井下的干式充填试验，成功推动了充填釆矿法在矿山中的应用，并在随后一段时间内,许多国家的众多矿山都将奸干式充填釆矿法作为一种治理地表塌陷、处理堆弃废物的一种冇效方法。1959年至1962年,加拿大赢桥银矿开展采用水泥尾砂砂奖替代替代充填料上层的塾板作为人工假低的试验，开发出水泥固结水砂的充填技术'并首次将该技术应用于Frood矿山。1969年‘澳大利亚MountIsa铜矿

4、开展了釆用水泥胶结充填体代替回釆底柱以及铅锌铜冶炼炉澄代替部分水泥的实验研究,这一尝试推动了胶结充填技术发展，同时拉开了水泥替代品作为胶结料的研咒。1978年・1983,德国Preussag公司，投入大量资金开发出用于分层充填的高浓粗细微少混合泵压充填系统，并在Grund铅锌矿以及随后的南非各大金矿中成功应用,该技术的出现首次将膏体充填的概念引入充填采矿技术中，并在后期的釆矿工艺中得到了广泛的应用。1992年,加拿大Sudbary地区Creighton款山也引入了膏体充填技术应用于日常采矿生产过程屮。1998年‘MountIsa铜矿建成膏体充填采矿系统，以开采该公司所属的矿体。目前为止

5、,膏体充填采矿技术以英独特的优点，如可使用全尾砂及其他固体废弃物，充填体脱水量少,充填体强度高，水泥消耗量少，充填体易于接顶，有效降低井下污染和排水费用等，在世界范围内有了广泛的应用。3、我国膏体充填的发展介绍我国充填采矿技术发展相比国外晩/旦我国矿山众多，且大多数矿山地质条件复杂，充填工艺与技术的应用形式类型众多，尤其是近些年来,我国矿山在新的充填工艺技术开发和应用方WL都取得很大进步。我国最早充填技术起源于二十世纪50年代，东北华铜矿山首次釆用了分层充填采矿法。我国充填技术发展分为五个阶段：（1）以矿山堆弃废物为充填原料的干式充填阶段、其代表矿山冇东北华铜矿山（二十世纪50年代）、

6、内蒙古花沟金矿（二十世纪60年代）等。干式充填技术是通过风力或者其他机械衆矿山堆弃废物充填入采空区，能够有效冇效控制地压活动，但同时也具冇充填工艺复杂、矿石贫化率高、劳动力需求大、劳动强度高等特点，因此，釆用干式充填采矿的矿山数量在不断减少。（2）以尾砂为原料的水砂充填阶段,这其中包括湘潭猛矿（I960年）、锡矿山南矿（1965年）、招远金矿（1967年）、铜绿山矿（二十世纪70年代）等。水砂充填主要是将尾砂、炉渔、碎砂右混合成固液两相的衆体通过水力输运到井下充填采空区,水砂充填可冇效减少井底火灾和地表下降等问题，但其充填工艺较为复杂，充填质量难以控制，排水费用大等缺点。（3）以分级尾

7、砂、全尾砂等作为充填集料的胶结充填阶段，包括凡口铅锌矿（1968年）、大厂铜坑矿（1988年）、焦家金矿（1998年）、金川龙首银矿（1965年）等。鉴于非胶结的水砂充填材料自立性能差等不足，出现了以胶结充填材料作为充填料的胶结充填技术，主要以分级尾砂、全尾砂碎石等材料作为充填集料和水泥等胶结材料配以一定比例的水，混合成高浓度的胶结体通过充填管线输运至待充地点，这种充填技术充填体强度大，充填速度快且工艺简单，也是目前应用较为广泛的一种充填技术。