膏体浓缩充填工艺在中钢山东矿业公司的应用

随着国家对环保及安全工作整治力度的加大,矿山井下采空区治理及尾砂排放工作越来越受到矿山企业的重视。为实现绿色矿山建设的目标,经过长期的实践、创新,中钢山东矿业公司形成了一套膏体浓缩充填工艺。膏体浓缩充填是一套系统的充填及尾砂处理方案,整个矿山不再向外排放尾砂。详细介绍了该充填工艺的充填量、设备、工艺流程,以及运行过程中存在的问题和改进措施等。该充填工艺的成功应用,既保证了地表建筑设施和井下作业的安全,又充分回收利用了尾砂,实现了绿色、环保、效益最大化的生产目标。     

膏体充填系统的完善与发展研究

简要介绍了二矿区膏体充填系统投产的意义和价值，详细分析和探讨了该系统目前存在的问题，对该系统的完善和发展方向提出了作的见解。     

全尾砂膏体充填采矿技术现状及展望

全尾砂膏体充填采矿技术的安全性比较高,对地表环境的影响较小,因此,后续的收尾工作进行起来比较顺利。在很多矿区生产中,全尾砂膏体充填采矿技术已经成为目前井下开采主要的技术方法之一,本文将对其发展历程、充填技术的概念、工艺流程的特点、充填的标准、未来发展导向等等进行一系列的思考和探讨,从而能够为相关矿区的生产带来一定的参考。     

全尾砂膏体充填技术规范制定研究

针对全尾砂膏体充填技术标准现状,提出了全尾砂膏体充填技术规范制定的原则、技术路线和标准构架,阐述了标准制定的要点问题。标准符合充填采矿和尾砂充填资源化利用产业技术需求,能够有效支撑绿色矿山建设发展。     

尾砂溢流水对膏体充填体强度影响研究

为了研究尾砂溢流水对废石-全尾砂膏体充填体的影响,通过扫描电镜、X射线衍射(XRD)等试验方法,分析尾砂溢流水、尾砂的粒级分布、化学成分,探讨尾砂溢流水对水泥质量、膏体充填体强度的影响,并论证尾砂溢流水导致后期强度降低的机理。结果表明：尾砂溢流水的化学成分满足井下膏体充填用水要求,添加尾砂溢流水较新水充填体前期强度提高16%～34%;但后期充填体强度由于酸性环境和含硫尾砂的影响,充填体强度降低约14%。     

全尾砂膏体充填系统充填质量稳定性研究

为研究武山铜矿全尾砂膏体充填系统充填质量稳定性,分别测试了充填系统的制浆输送稳定性、工业运行稳定性与充填体强度波动。试验结果表明,全尾砂膏体充填系统的深锥浓密机在储料时间不超过 3 d的情况下可实现相对稳定的排料与生产,若延长储料时间,物料易在深锥底部板结,进而导致排料流量与浓度的不稳定。考虑采矿充填的不平衡性,矿山应尽量避免深锥浓密机长时间储料,并可在深锥底部增加流态化活化造浆系统,保障排料稳定性。在工况条件相对稳定的情况下,武山铜矿全尾砂膏体充填系统工艺流畅,充填技术指标优异,超过设计和建设要求,且充填体 28 d 强度均能达到 4 MPa 以上,能够满足回采过程中充填体的强度需求。充填系统运行可靠、工艺参数稳定,极大地提高了充填体质量,为进一步实现安全高效开采提供了安全保障。     

金川全尾砂膏体物料流变特性的研究

金川公司是中国较早试验研究和生产应用管道输送胶结充填料浆进行井下充填的企业,1975年进行浆体管道输送试验时发现了高浓度料浆的管道输送特性,而后设计和建立了高浓度料浆的管道重力输送充填生产系统,20世纪80年代末期又开始试验研究新一代高浓度充填工艺－全尾砂膏体泵送系统,该项研究对多种物料组分的全尾砂膏体料浆进行了管流特性和流变特性的测试与研究,为膏体泵送系统的设计提供了可靠的依据,经过10多年的努力,现已建成尾砂膏体泵送系统,本重点介绍全尾砂膏体物料流变特性的检测方法,试验内容和取得的初步成果。     

金川镍矿尾砂膏体充填系统工艺技术改造与应用研究

膏体充填技术是目前最先进和技术难度最大的充填采矿技术之一.从20世纪80年代末期到90年代中,金川矿山首次开展了尾砂膏体充填技术的引进、研究、系统建设和工业化应用研究.由于膏体充填技术在我国首次应用,因此在设计和工程应用中存在很多问题,导致膏体充填系统投产6年来一直处于非常生产状态.虽然开展了不间断研究和技术改造,但一直未取得突破性进展.针对在生产中暴露出的问题以及总结前期研究经验,从2005年4月开展了为期1年多的膏体充填技术攻关和系统改造,由此获得重大成果.改造后的膏体充填系统实现了正常生产,充填生产能力逐年提高,从2006年充填9万m3到2011年达到20万m3,达到了设计生产能力,解决了长期困扰尾砂膏体充填中的技术难题.文中首先简要概述我国目前膏体充填矿山应用现状,然后重点总结金川矿山尾砂膏体充填技术研究进展以及所取得的技术攻关成果.在此基础上,最后展望了金川矿山充填采矿技术的发展趋势.      

高硫膏体强度劣化机理实验研究

高硫尾矿配制成的膏体表现出不同程度的强度劣化,高硫膏体强度劣化能引起充填体质量的巨大变化.通过不同硫含量的膏体强度劣化实验,同时结合X射线衍射物相分析和环境扫描电镜分析,对高硫膏体的劣化规律和劣化机理进行了分析.得出含硫尾矿在一定程度上能促进膏体早期强度增长,却抑制了后期强度发育,硫含量越高,膏体后期强度劣化越显著.硫化物氧化生成的硫酸盐能促进膨胀性钙矾石和石膏类物质的生成.同时酸性环境造成了C-S-H的脱钙和CH的分解,已形成的胶凝体系遭到破坏,进一步促进了充填体的劣化.通过孔隙计算模型对晶体膨胀应变和裂纹发育过程进行了分析,阐述了膨胀性物质的线弹性应变发育机理.     

膏体充填管道冲洗技术研究及应用

应用膏体充填技术,对管道内粘结膏体及残渣的冲洗是关键的环节,本文对管道冲洗技术进行了研究,开发应用了满管自流冲洗技术,实现了对管道内粘结膏体及残渣的高效冲洗,保证了膏体料浆输送畅通,防止了管道内膏体粘结和膏体料浆输送意外事故的发生.     

全尾砂膏体流变学研究现状与展望（下）:流变测量与展望

膏体充填是推动金属矿绿色开采发展的关键技术,并可为资源的深部开采提供安全、绿色、高效的技术支撑。全尾砂膏体流变学是膏体充填技术的基础理论,本文在综述膏体流变概念、特性与模型的基础上,进一步对流变测量技术现状进行了系统梳理,概述了现阶段常用的浆式旋转流变仪、坍落筒、L管、倾斜管及环管法进行流变测量的原理及应用,针对膏体这一屈服型非牛顿流体,重点分析了屈服应力的测量,并对以上方法的适用性进行了综合论述。流变测量深刻地影响着膏体流变理论及膏体充填工艺的发展,为此,对测量技术的关键问题进行了探讨,指出构建膏体流变测量标准及加强流变测量技术与充填工艺的结合是重点,并对膏体流变学研究的发展趋势进行了展望。      

中国膏体技术发展现状与趋势

膏体技术能够有效解决采矿引发的环境和安全问题,是实现绿色开采的关键技术,近年来在国内矿山得到了迅速推广. 科学进步加速了膏体技术智能化控制、精准化制备和个性化采充的步伐,提升了我国膏体技术的研究水平. 介绍了膏体技术基本概念和特点并统计了膏体技术在中国的发展历程,系统性分析了我国全尾砂浓密脱水技术、结构流管输技术、采场多场影响机制、新材料开发和膏体工程化实验室建设最新研究进展,同时对膏体技术在井下充填和地表堆存领域的实践效果进行了介绍. 指出了膏体技术仍面临着严峻挑战,并将从数字化和智能化方面突破,实现浓度自适应控制、膏体精密制备、采场个性化充填和系统3D模块化设计装配,引领中国矿业绿色发展.     

二矿区膏体充填工艺技术改造实践与探索

本文分析了影响二矿区膏体充填工艺系统的问题,总结了在生产中成功实施的“地表加灰工艺、地表尾砂自流添加工艺、地表直接泵送工艺”等膏体工艺技术改造。通过这些改造简化了膏体工艺系统,提高生产能力的同时生产出了满足技术标准的膏体料浆。     

全尾砂膏体流变学研究现状与展望（上）:概念、特性与模型

膏体充填为矿产资源的深部开采及可持续发展提供了安全、绿色、高效的技术保障,已成为矿业领域的研究热点和发展趋势之一。全尾砂膏体流变学是膏体充填全套工艺流程的重要理论基础,深刻影响着膏体充填技术的发展。本文从膏体的内涵出发,系统性地论述了膏体流变学研究的必要性、特殊性及复杂性。并以膏体流变实验结果为基础,分析了全尾砂膏体的典型流变特性及最新研究成果。总结了常用的屈服型非牛顿流体流变模型,并探讨了常用流变本构方程对膏体料浆的适用性,对其实际应用提出合理建议。同时对膏体流变特性的关键影响因素进行了概述。根据膏体流变学的研究现状,归纳总结并提出了膏体流变学研究的重点与难点,指出现阶段膏体流变学须从测试标准、本构方程、微观机理及工程应用等方面深入研究。      

矿山膏体充填输送方式的选择

初始剪切应力和粘性系数称为膏体充填料的流变参数,是决定充填料输送性能的重要参数。文章通过对膏体充填料流变模型的分析,结合L管输送试验,建立了流变参数-沿程阻力系数-充填倍线的关系,用于指导膏体充填料输送方式的选择,以解决经验类比法计算误差大导致的输送方式选择不合理问题。     

浅谈似膏体充填在矿山应用

充填采矿法是未来矿山采矿的发展趋势,似膏体充填是多种充填体的一种,它具有流动性好,析出水少,充填成本低,充填材料取用方便,减少尾砂排放等优点,同时能够很好控制地压,提高矿山的回采率,降低贫化率,提高矿山经济效益。     

基于絮凝沉降实验的膏体充填参数优化

为解决拜什塔木铜矿因尾砂含泥量高而导致的沉降脱水效果差及膏体输送阻力大等问题,基于絮凝沉降实验确定了适用于该矿的全尾砂膏体充填参数。首先,利用拜什塔木铜矿全尾砂与不同絮凝剂开展了尾砂絮凝实验,优选了最为适合该矿的絮凝剂;然后,根据选定的絮凝剂开展了不同单耗条件下的尾砂沉降规律研究;最后,基于确定的最佳絮凝剂单耗,采用自制的深锥实验装置开展了室内动态沉降与压密取样实验。研究结果表明:絮凝剂可以明显提高全尾砂沉降效果,以沉降速度为判据,Magnafloc5250絮凝剂的絮凝效果最优,且在该絮凝剂掺量为25g·t~(-1)时其技术经济效益最佳;从动态压密、底流取样两个角度对底流浓度进行了研究,确定浓密机最佳底流浓度为70%~71%。     

柿树底金矿低成本全尾砂全脱水似膏体充填系统建设实践

以深锥浓密机和充填工业泵为核心设备的泵送充填系统投资普遍高达3000万元以上,且仅能将尾矿浓缩至高浓度状态用于井下充填,无法实现尾矿的全部资源化利用。通过在柿树底金矿建成全尾砂全脱水似膏体自流充填系统,系统总投资1200万元,且全脱水后的尾砂含水率低于18%,可直接资源化利用,为国内广大中小型矿山尾矿全脱水及充填系统建设提供了借鉴。