大流量充填系统料浆稳定制备技术

安徽开发矿业有限公司的矿床矿石储量大、品位低、生产能力大,采用大结构高效充填采矿法。单套充填系统的充填料浆制备输送能力达到180～200 m3/h。充填料浆浓度的稳定性是保证充填效果的关键之一,为此采取多项措施来达到稳定料浆制备输送浓度的目的。     

万城矿业全尾砂膏体充填系统扩能改造与应用

针对万城矿业原有充填系统能力过小、不能保障安全生产等问题,在高浓度全尾砂膏体充填工艺的基础上对系统进行扩能改造,主要对外围供砂能力、砂仓循环工艺、充填料浆制备能力和充填料浆输送能力4个方面进行优化改造,改造后的充填系统,充填料浆浓度为72%~76%,充填料浆制备输送能力为80~200m~3/h,系统连续稳定运行时间4~10h,实现了大流量全尾砂膏体充填,充填能力可调节性强,解决了矿山安全问题,改善了矿山高大矿柱的开采环境,实现资源节约与安全开采。     

大流量连续胶结充填技术研究与应用

马坑铁矿原设计采用无底柱分段崩落采矿法，因为开采范围内地表被划为生态保护林区，不允许地表塌陷，且考虑到日益严格的安全和环保要求，改为采用充填法开采。本文在充填材料实验室试验的基础上，通过分析研究，提出了马坑铁矿全尾砂结构流胶结充填工艺，并进行了充填系统的研究、设计和建设。工业试验表明，马坑铁矿充填系统单套制备充送能力达到150～180 m3/h，灰砂比1︰3～1︰20可调，单套系统连续充填超过125 h，制备输送充填料浆超过1.8万m3，制备的充填料浆进入采场不离析、不脱水，达到了结构流状态，年制备输送充填料浆可达147万m3，满足马坑铁矿500万t/a的产能下空区充填要求。马坑铁矿充填系统的建成使用，为马坑铁矿安全、高效、绿色开采提供了支撑。     

玲南金矿尾砂充填系统改造

针对玲南金矿原有分级尾砂非胶结充填系统存在的问题, 采用全尾砂结构流胶结充填工艺, 对原有系统进行改造, 充填参数为: 充填浓度69％±1%, 充填流量180 m³/h, 充填能力70万立方米/年, 充填料浆进入采场后基本无析水, 改善了矿山的开采环境和安全条件, 提高了资源回收率。     

超细全尾砂大流量充填系统在张庄铁矿的应用

随着矿山充填法开采技术和装备的不断进步,大流量充填系统以其更加经济、高效的优势成为大型矿山充填技术发展的重要方向。针对张庄铁矿500万t/a大规模开采,全尾砂粒径级配超细的技术特点,开发应用了超细全尾砂大流量充填系统。该系统包括1台Φ20 m深锥浓密机,3套由Φ2 600 mm×3 000 mm型高浓度搅拌桶和活化搅拌机组成的联合搅拌装置(两用一备),制备料浆浓度一般控制在68%~70%,单套搅拌和输送系统生成能力达到180~220 m^3/h,料浆自流输送至井下采空区。系统运行多年来,设备状况和工艺技术指标稳定。超细全尾砂大流量充填系统在张庄铁矿的成功应用,为该矿无尾矿库生产提供了关键技术支撑,也为我国类似大型矿山绿色、安全、高效、经济开采提供了有益参考。     

全尾砂胶结充填多组分胶凝材料精准添加技术研究与应用

马坑铁矿采用阶段空场嗣后充填采矿法开采，充填系统实际使用过程中，尾砂与 PO42.5 普通硅酸盐水泥胶凝性低，充填体的强度难以达到采矿方法要求，若进一步提高充填料浆浓度或提高灰砂比将造成料浆输送困难和充填成本大幅增加，解决问题的最好办法就是开发高效胶结剂并添加至现有充填系统。本研究在总结以往经验的基础上，通过试验开发出了矿渣微粉+激发剂按特定比例组合而成的高效胶结剂，采用该高效胶结剂代替水泥制备充填料浆不但能够使充填体强度满足采矿方法的要求，而且还会大幅度降低充填成本；结合充填系统的现状，研究新增了矿渣微粉制浆添加系统，可将矿渣微粉和激发剂精准添加至搅拌机。矿渣微粉制浆添加系统建设投资 360 万元，而采用该工艺 2020 年可节省胶凝材料费用 3 448 万元，投资不到 2 个月即可收回，具有良好的经济效益。     

金川矿山混合充填料浆环管试验系统与管输特性研究

料浆流变特性是影响管道输送的重要因素,其流变参数是进行料浆管道输送阻力分析的重要指标。针对金川矿山充填材料的复杂多变性,开展了多种混合充填料浆流变特性研究和管输阻力因素分析。首先,简要介绍了金川矿山充填料浆管道输送的环管试验系统及检测技术;然后,概述了金川矿山充填料浆环管试验的部分研究成果。通过分析不同条件下的充填料浆管道输送试验成果,揭示了多种混合充填骨料粒径级配、料浆浓度、管道流速和水灰比对管输阻力的影响规律。最后,给出棒磨砂集料的高浓度充填料浆优化配比,为金川矿山安全、高效和高浓度充填法采矿奠定了基础。     

矿山胶结充填胶凝材料最佳添加量优化研究

采用胶结充填采矿法时,充填成本直接影响着采矿成本,而胶凝材料添加量对充填成本起到至关重要的作用。在保证充填体强度的前提下,优化胶结充填中胶凝材料的添加量,能够降低充填成本。本文通过测定不同配比参数条件下的充填料浆流动性能,确定了最佳的充填料浆输送浓度,并在此浓度基础上开展了多组不同配比条件下的充填体强度试验,最终根据强度试验结果优化选取了最佳水泥添加量,将充填料浆中胶凝材料单耗由原先的348kg/m~3和191kg/m~3降为247kg/m~3和156kg/m~3,分别降低了29%和14%。据此计算每年可为矿山节约充填成本约800万元。     

黄沙坪多金属矿全尾砂胶结充填试验研究及工程应用

黄沙坪多金属矿原设计采用上向水平分层废石充填采矿法,存在开拓工程量大、采场接顶率低、矿柱回采难度大、充填成本高等问题.为更安全高效采矿、降低充填成本,改为全尾砂胶结充填.在尾砂基本物理性质、流动性及强度试验的基础上,提出了黄沙坪多金属矿全尾砂胶结充填工艺.工业试验结果表明:采用全尾砂做充填骨料、新型充填 G 料做胶结剂,能够满足矿山生产对充填工艺和充填体强度的要求,且选厂尾砂可以全部充填到井下,实现无尾砂排放;充填料浆质量浓度为６７％,充填流量最大８０m３/h,灰砂比１∶６~１∶１０,充填料浆能够顺利进入待充填区域,料浆达到结构流状态,各项指标均满足要求.全尾砂胶结充填系统的建成使用,为黄沙坪多金属矿安全、高效充填开采奠定了基础.     

贵州某金矿超细尾砂充填工艺优选与应用

为适应贵州某金矿充填采矿法开采的需要,进行了全尾砂胶结充填系统建设的研究.首先,对充填尾砂的密度、容重、孔隙比等物理性质、粒度分布进行了测定和分析;其次,制定了尾砂浆浓密充填连续制备工艺方案、压滤尾砂充填间断膏体制备工艺方案两种方案;最后,对这两种方案从工艺、投资及运行成本等方面进行了对比分析.结果表明:全尾砂－２００目含量为９５％,属于超细尾砂;充填能力５０~６０m３/h,每天充填７h,充填料浆质量浓度为６０％,即满足矿山生产对充填系统能力的要求;考虑到充填系统投资、充填成本、技术可靠性等方面,优选尾砂浆浓密充填连续制备工艺方案为该金矿超细尾砂充填最佳方案.实际建成的充填系统运行至今系统顺畅,充填效果良好.     

大容量高浓度棒磨砂料浆搅拌设备工业试验

为了适应大型矿山不断增长的充填采矿生产能力,开发大容量充填系统十分重要。针对金川矿山棒磨砂骨料,研制了150~180 m3/h大容量搅拌设备,并为此开展搅拌设备的单体试验和工业充填试验。工业试验结果表明,搅拌转矩随着搅拌速度呈线性变化,而搅拌功率与搅拌速度为平方关系;且在相同搅拌浓度条件下,连续搅拌功率准数随搅拌速度的增大而减小。大容量搅拌设备充填料浆管道阻力损失为2.4 k Pa/m,满足了高浓度料浆管道输送要求,同时充填试块强度也满足矿山安全生产要求。由此可见,大容量搅拌设备不仅达到搅拌设计能力,而且搅拌质量可以满足矿山安全采矿要求。     

现代矿山充填采矿法浅析

分析了充填采矿法的特点及其适用条件,总结了充填成本控制、充填骨料及其配比、充填料浆管道输送关键技术的发展状况及其成功案例。结合绿色采矿,可持续发展和保护环境的理念,进行干式充填和水砂充填对比,提出了充填采矿法应该向高浓度管道自流胶结充填发展。     

某钨矿空场法转充填法可行性研究

江西某钨矿采用空场法回收矿石资源,存在着矿石损失贫化率大、尾砂处置成本高、井下空区体积大、尾矿库库容告急以及资源有效利用率低等一系列的问题,因此,对该钨矿空场法转充填法的必要性和可行性进行研究,并对尾砂预处理工艺、集成化制浆工艺、充填料浆制备与输送能力匹配问题、充填料浆质量保障措施及井下充填管网倍线等进行分析研究,提出适合该矿的全尾砂滤饼充填系统建设方案,该方案建设周期短、投资省,是适合中小型矿山快速应用充填采矿法的模块化制备站,解决了矿山现存问题的同时为企业创造了可观的效益。     

基于昆阳磷矿二矿充填材料特性试验研究

为避免充填料浆管道输送过程中造成爆管、堵管等事故,通过测定昆阳磷矿二矿尾砂性质,开展塌落度试验及半工业输送试验,研究了全尾砂不同工况下充填料浆的阻力损失,并反演出了多因素条件下可实现自流输送的充填倍线。结果表明:在同一灰砂比下,充填料浆流动阻力与管道内径呈负相关,跟流量呈正相关;当充填流量为100 m³/h时,推荐内径为150 mm的管道,阻力为1.67～4.4 k Pa/m,料浆流速为1.57 m/s,且不同灰砂比下质量浓度为68%的充填料浆可以流经的倍线试验值大于8,与理论计算值相符。     

武里蒂卡金矿膏体充填料输送性能试验研究

膏体充填以其高浓度、无脱水、低水泥耗量等优势而广受国内外地下矿山的推崇,但同时也存在膏体输送管道阻力大、管道易堵塞的问题,为给矿山膏体输送系统提供设计依据,开展膏体充填料浆输送性能试验研究就显得十分必要。哥伦比亚武里蒂卡金矿拟采用全尾砂膏体充填,全尾砂膏体充填需求量60 m3/h～100 m3/h。本文通过坍落度试验研究分析充填料浆和易性并初步确定膏体态充填料浆的浓度范围,约为68%~70%。以此为基础,利用流变仪测试充填料浆的屈服剪切应力与黏性系数,计算得出管道单位长度充填料浆流动阻力,并结合矿山膏体输送条件,确定了武里蒂卡金矿的膏体输送参数。研究表明,充填料浆浓度宜选定66%~68%,推荐井下充填管道内径150 mm,相应膏体输送阻力2.69~5.74 kPa/m,采用10 MPa膏体输送泵可将充填料浆水平输送1.7~3.7 km,能够很好地满足矿山充填系统膏体输送的需求。膏体充填料浆输送性能参数及其确定方法可为类似地下矿山充填系统建设提供参考与借鉴。     

全尾砂胶结充填多组分胶凝材料精准添加技术研究与应用

马坑铁矿采用阶段空场嗣后充填采矿法开采,充填系统实际使用过程中,尾砂与 PO42.5 普通硅酸盐水泥胶凝性低,充填体的强度难以达到采矿方法要求,若进一步提高充填料浆浓度或提高灰砂比将造成料浆输送困难和充填成本大幅增加,解决问题的最好办法就是开发高效胶结剂并添加至现有充填系统。本研究在总结以往经验的基础上,通过试验开发出了矿渣微粉+激发剂按特定比例组合而成的高效胶结剂,采用该高效胶结剂代替水泥制备充填料浆不但能够使充填体强度满足采矿方法的要求,而且还会大幅度降低充填成本;结合充填系统的现状,研究新增了矿渣微粉制浆添加系统,可将矿渣微粉和激发剂精准添加至搅拌机。矿渣微粉制浆添加系统建设投资 360 万元,而采用该工艺 2020 年可节省胶凝材料费用 3 448 万元,投资不到 2 个月即可收回,具有良好的经济效益。     

减水剂在充填料浆中的作用机理及应用研究

提高充填料浆的输送浓度是提高充填体质量、降低充填成本的有效途径之一。为此，开展了减水剂在充填料浆中的作用机理研究并在金川矿山进行了试验与应用，结果表明：在充填料浆中添加高效减水剂可以大大提高充填料浆的输送浓度，并显著改善高浓度充填料浆管道输送性能，减水效率可达15％，充填体强度增大25％～46％，并且可以进一步降低充填材料成本，节省排水排泥费用。     

全尾砂充填料浆管道阻力损失探究及优化

充填采矿技术因其自身的特点，在矿山领域得到了大力推广，确定合理的充填料浆配比方案和充填系统管道输送技术参数，是确保整个充填系统能够安全、高效和稳定运行的重要前提。以唐山某铁矿为例，选择灰砂比1∶8的充填料浆为试验对象，以140 mm、160 mm、180 mm、200 mm、220 mm、240 mm、260 mm为试验管道直径，分别配比浓度为68%、70%、72%、74%的充填料浆，对充填料浆管道阻力损失影响因素进行分析，并对其进行优化。研究结果表明：管道阻力损失与管径呈反比例函数关系，料浆浓度越高，管道阻力损失越大；管径增大到240 mm和260 mm时，管道底部料浆流速过快，会加速底部管道磨损；为实现矿山生产中的采充平衡，建议该矿山输送管径为200 mm或220 mm，料浆输送浓度为70%。     

全尾砂充填料浆管道阻力损失探究及优化

充填采矿技术因其自身的特点，在矿山领域得到了大力推广，确定合理的充填料浆配比方案和充填系统管道输送技术参数，是确保整个充填系统能够安全、高效和稳定运行的重要前提。以唐山某铁矿为例，选择灰砂比1∶8的充填料浆为试验对象，以140 mm、160 mm、180 mm、200 mm、220 mm、240 mm、260 mm为试验管道直径，分别配比浓度为68%、70%、72%、74%的充填料浆，对充填料浆管道阻力损失影响因素进行分析，并对其进行优化。研究结果表明：管道阻力损失与管径呈反比例函数关系，料浆浓度越高，管道阻力损失越大；管径增大到240 mm和260 mm时，管道底部料浆流速过快，会加速底部管道磨损；为实现矿山生产中的采充平衡，建议该矿山输送管径为200 mm或220 mm，料浆输送浓度为70%。     

新型全尾砂胶结充填采矿工艺技术研究与应用

安徽霍邱诺普矿业有限公司与长沙矿山研究院合作,进行了大规模地下低品位铁矿山充填采矿技术的研究与试验,建成了代表我国第四代新型充填工艺的充填站。1年多的生产运行表明,系统输送能力可达91.29 m3/h,浓度稳定在70%左右,充填综合成本为78.43元/m3,充填倍线为9.03。该充填系统技术先进,工艺科学合理,充填浓度高,成本费用低,完全可满足大型铁矿山连续充填作业要求,对我国同类矿山实现充填采矿具有前瞻性的示范作用和推广价值。