充填工艺和设备中的水砂充填材料

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1、充填工艺和设备中的水砂充填材料[导读]充填材料分为干式、水砂及胶结充填材料三种……充填材料分为干式、水砂及胶结充填材料三种。常见的水砂充填材料有：为砂、河砂、山砂、破碎砂及水淬炉炉渣等。在我国采用尾砂充填的矿山占有较大的比重。（1）渗透性能。水砂充填材料除对化学性质稳定及颗粒本身要有一定强度要求外，对渗透性能有较严格的要求，以期及时脱水便于进行回采作业。在国外一般要求20℃条件下的渗透系数K20为10cm/h，我国水工规范规定，渗透系数是以10℃为标准。K20=10cm/h，折算到10℃时，K10=7.7cm/h。从我国生产矿山的实际渗透系数来看K10=4～19

2、cm/h，变化较大。某些矿山如凡口铅锌矿及铜绿山铜矿K10=4～6cm/h，即K10﹥5cm/h时可用于生产，从而可以认为充填料渗透系数应不低于5～7cm/h。我国部分生产矿山实际渗透系数如下：矿山名称K10(cm/h)凤凰山铜矿15牟定铜矿6锡矿山锑矿9.72凡口铅锌矿4~5.7黄砂坪铅锌矿14招远金矿灵山分矿10.6红透山铜矿19东乡铜矿13.5铜绿山铜矿4~6招远金矿8~10（2）尾砂。全尾砂中细泥含量过多，很难使渗透系数达到5～7cm/h，为此需采用水力旋流脱泥。尾砂充填矿山脱泥界线可为0.02mm，一般充填用沉砂中0.02mm以下的细粒级含量约占10～

3、15%。尾砂的渗透性能除与粒级组成（主要是细泥含量）有关外，还与尾砂矿物的物化性质有关。新设计尾砂充填的矿山，需作渗透试验，按K10﹥5～7cm/h确定-0.02mm的含量。现将我国生产矿山脱泥后沉砂的粒级组成列入表1。表1国内矿山水砂充填料与其粒级组成及充填管径矿山名称充填材料粒级组成粒径(mm)充填管径含量(%)凡口铅锌矿碎石>4016.32045.31031.4155.77<51.22178凡口铅锌矿卵石4023.42066.0109.6150.88<50.11178铜绿山铜矿水淬煤渣>103.110~515.455~0.9957.570.99~0.066

4、23.54<0.0660.32152~102湘潭锰矿碎石50~400.540~207.420~1016.610~326.93~1291~019.6152（3）山砂、河砂、破碎砂及水淬炉渣。这类充填材料的粒径较尾砂要大得多。在输送时最大粒径要小于管径的三分之一，且接近管径三分之一的颗粒不宜超过15%。表1列举了国内某些矿山使用这类充填材料的粒级组成及使用的管径。水砂充填的充填体的沉降率是随孔隙率的减少而降低的。为了降低孔隙率，改善充填体的力学性质，可在粗砂中加入一定数量的细砂。如对抚顺煤矿的充填材料进行试验得知：在破碎后的页岩中加入35～40%的河砂，充填体的孔隙

5、率由39%降到31.5%，从而降低了沉降率。