司马煤矿1.2Mta新井设计含5张CAD图.zip
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司马
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司马煤矿1.2Mta新井设计含5张CAD图.zip,司马,煤矿,1.2,Mta,设计,CAD
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充填工艺的分类及其适应性分析摘要：随着充填采矿法应用的日益广泛，充填的种类很多。怎样适应现代矿业类充填实现充填料浆浓度控制、采场脱水、胶凝材料选取等相关充填工艺的改进可以提高充填质量。本文介绍了在高浓度充填中，选择合适的充填挡墙改善采场脱水、采用低水化热高强度的充填胶凝材料等技术，以建立可靠、高效的充填系统，保证矿山安全生产。关键词：充填的种类；高浓度充填；级配；胶凝材料虽然在2O世纪韧，我国就有充填采矿的实践，但充填采矿法得到推广应用嚏在20世纪5O年代前后的事情，那时主要是用于干式充填采矿法。由于充填采矿法具有能有效地支撑围岩和控制地压，对矿体变化适应牲强等扰点，所以它得到了越来越广泛的应用，充填工艺也跟着得到了发展近些年来，经过我国矿山工作者不断努力地探索和实践，充填工艺技术又取得了不少新的进步。一、充填工艺的进展。充填工艺的发展主要体现在块石胶结充填、全尾砂膏体胶结充填、高水速凝固化充填等充填工艺的试验和应用上。1块石胶结竟填。长沙矿山研究院与丈厂矿务局胡坑锡矿于1988年提出了9；。矿体块石破结竞媾的试验研究，被列入了。八五国家重点科接攻关项目。谈项目9鸯8拜雇道龃彳中国有色金属工业总嗣组织的技术签定。此前粕孱虽有块石胶结充填的实践，但对其工艺莳系统研究在我国还是空白铜坑镥矿原有一个水泥棒磨砂充填暴统，该矿新建了一个由采石、破碎、筛分、运输组成的块石输送蒹统：块石与胶结剂混后亮入采场进行充填。块石的块度是一300mra。块石砂浆比用3，l。充填采场下部不加块石，灰砂眈是1-8。采场中部与上部的灰砂比分别是1lJO和ltl5矿浆浓度在536Z之间。改造后充填能力提高了253倍，达到了254mh每月能充填采空区168224万11。，为偿还20多万Ill的充填欠帐创造了条件。铜坑锡矿的块石胶结充填试验结果显示：比之于水泥棒磨砂充填，使充填体物理力学性能得到提高，其自立高度和允许暴露面积达到了高大矿柱回采的要求；提高了充填能力降低了充填成本，年效益达到660990万元。除铜坑锡矿外，块石胶结充填工艺分别在遂昌金矿、峪耳崖金矿、东坪金矿、鱼儿山金矿、金山金矿等黄金矿山得到了应用。分别用于留矿法平行矿脉底板层嗣后充填、充填体取代矿柱、分层充填采矿法等，都取得了较好的效果。2垒尾砂膏体胶结充填全尾砂膏体泵送胶结充填新工艺，是一项先进的工艺技术，目前世界上只有少数几个国家掌握它。金川有色金属公司与北京有色冶金设计研究总院合作，于1990年下半年开始进行工业试验，并于1991年获得成功。金ill-矿区的充填料是尾矿、一25ram碎石、水泥经双轴叶片搅拌机搅拌混合，而后经双轴螺旋输送机第二道搅拌，搅拌后制备成的膏状胶结充填料由PM泵压送到井下进行采场充填。膏状浆体的重量浓度一般在708，水泥耗量在180200kgm充填能力达7o,-8omh垒尾砂膏体胶结充填与分级尾磅胶结充填相比有明显的优点其尾砂利用率高(达90以上)，充填料在输送过程中稳定性好，水泥耗量少，采场不需排水，坑内污染少，还减生了井下排水费用。这是一种有发展前景的工艺。预计金Jq_-矿区二期工程采用全尾砂膏体胶结充填工艺后，单是减少雇砂与水据项可获年效益3000万元。3高水速艇固化充填工艺高水速凝固化材料由甲料(高铝水泥+缓凝剂)和乙料(膨润土+石膏+石灰+速第l6卷1995年第7期25凝耕)组成。两种材料分别加水制成料浆，两种材料1 l混台后立即水化凝结，形成坚硬的人工石。高水速凝固化材料有许多优点t(1)水灰比范围大，可在0330之间任意调整。固化体中水体积比可达9O。(2)可泵时间长，甲、乙两种料浆分别静置24h以上不凝结，不堵管。(3)速凝早强度高。甲、乙两种料浆混合后，根据水灰比的不同，初凝时间可在16s至30arm调节，60arin后抗压强度为32Pa05MPa。(1)采场内不需平场、脱水减少井下捧水，改善井下作业环境。(5)有利于实现料浆制备机械化、输送管道化、计量仪表化及控制微机化。高水充填可结合全尾砂充填，全尾砂浆不需分级不需脱水。砂浆浓度可在O70范围内根据需要调节，加入d28的固化剂。混合搅拌后泵送到充填采场，只需052h即可使水砂一起凝结。由于高水速凝固结充填有上述种种优，所以被誉为是。充填采矿的一场技术革命”。目前招远金矿、焦家金矿已经应甩。鹤壁矿务局四矿、六矿、八矿，新没矿努局翟镇煤矿，邢台矿务局显禧旺煤矿等煤炭系统矿山巳应甩于巷旁充填和防火工程。还有些矿山如t凡口铅锌矿、安庆铜矿、凤凰山铜矿等也开展了有关试验研究。我国充填工艺技术起步虽然较晚，但发展迅速，从1970年代中期开始一直处于世界先进水平之列。1950年代末，曾占相当比重的干式充填基本处于被淘汰状态。1964年从瑞典为凤凰山铜矿引进分级尾砂充填(未设砂仓)技术，为我国掀开了应用尾砂充填的序幕，之后，在凡口铅锌矿试验成功利用卧式砂仓的分级尾砂胶结充填。1970年代末，国内先后出现了焦家金矿球型底立式砂仓、南京栖霞铅锌银矿锥型底立式砂仓、铜绿山铜矿用虹吸方式的立式砂仓，这3种不同类型的分级尾砂胶结充填立式砂仓的工业试验均取得了良好的效果，为胶结充填技术的快速发展奠定了基础，并在凡口铅锌矿、金川镍矿等矿山与大型无轨设备相结合，使充填采矿法发展进入高效率采矿方法的行列，为21世纪中无废开采的发展提供了技术支撑。胶结充填工艺的发展主要遵循3个方向：首先是经济因素，胶结充填带来的综合经济效益能平衡或超过其生产成本的增加；其次是料浆浓度因素，控制胶结充填质量的胶凝材料的节约，对降低充填成本具有头等重要的意义；最后是环境因素，对矿区环境保护的日益严格要求，成为拓展胶结充填技术应用范围的重要推动力。从主流工艺看，胶结充填主要经历了以料浆浓度及其流变性分界的水力充填、高浓度充填和膏体充填3个阶段。2采轨机械化采矿法。1980年代末，凡口铅锌矿试验成功了全尾砂结充填工艺，并于1990年建成了我国第一个全尾胶结充填系统，尾砂利用率达90以上。全尾砂利用在胶结充填发展史上具有特殊重要的意义，方面，全尾砂中有较多的微细粒级，脱水难度增加对充填体强度产生负面影响，解决这些技术难题进了胶结充填技术的进一步发展；另一方面，全尾的利用加上废料资源化，为实现无废开采开辟了效的途径。地处南京栖霞山风景区的南京银茂铅矿业有限公司便是依靠全尾砂充填和废料资源化现无废石场、无尾矿库、无废水外排的无废矿山。1994年，湖田铝土矿利用氧化铝生产中的废赤泥开发成功赤泥胶结充填技术，并实现了特定件下的无水泥胶结充填。1990年代初，借鉴英国煤矿沿空留巷巷旁支的经验，我国研制成功高水速凝同化充填材料，并一些矿山特别是煤矿试验、使用，在充填领域独树帜。由于材料价格偏高、后期强度有时不够稳定，量推广应用尚有一定困难，但在某些特定情况下，下向充填法接顶、局部快速维护等具有独特的作用1994年，金川镍矿试验成功膏体充填并建成我国第1套膏体充填系统，标志着我国胶结充填术迈上了一个新的台阶。1999年，铜绿山铜矿建了我国第2套全尾砂膏体充填系统。为了解决膏充填时全尾砂传统脱水工艺带式过滤机脱水地面积大等问题，会泽铅锌矿在2006年引进了深浓缩机，建成了输送管路长达4000m的全尾砂膏充填系统。该膏体充填系统相当先进，但深锥浓缩机价格昂贵，推广难度较大。冬瓜山铜矿利用传统锥形底立式砂仓，对其内部结构按照控压助流原理进行适当改造，研发成功底流放砂浓度能满足高浓度全尾砂充填和膏体充填要求的新型立式砂仓，并且做到了边给料边放砂，成本费用大为降低，为推广膏体充填做出了重要贡献。膏体充填已经成为国外广泛应用的技术，目前在国内也因其非常有利于降低胶凝材料用量、保证充填体质量和改善坑内环境而得到日益增强的关注。2我国充填工艺尚需深入研究的课题目前为止，我国充填工艺的发展主要还是立足于经验技术，但建立能够最高浓度自流输送并在采场无需脱水的经济效果最优、充填质量最好、生产运于润沦：我国充填工艺创新成就尚需深入研究的课题仿真技术研究与实现对此作了初步的研究，但仍有值得提高之处。全尾矿脱水技术和装置的优化。高浓度和膏体充填工艺中，全尾矿脱水是一个非常关键的环节，在深锥浓缩机诞生之前，国外多用带式过滤机进行全尾矿脱水，金川的膏体充填也是采用这种脱水方式，它存在很多缺点。随着一批千万吨级以上年产能的铁矿山采用充填采矿法，矿山年充填规模也越来越大，为了适应这种发展，国外已生产出直径达401qq的深锥浓缩机付诸使用，但深锥浓缩机的推广应用还有缺陷，仍有待对全尾矿的脱水技术和装置进行优化，以便获得更令人满意的技术成果。此外过去的膏体充填系统，单系统对应的矿山生产能力为20003000ild，现在面对年生产规模千万吨级的膏体充填，无论系统设置还是配套设备研制都是全新的课题。降低成本是充填技术发展的永恒主题。在胶结充填成本中，胶凝材料占很大比重，所以国内外很多同行均在寻找更廉价的胶凝材料，在调整回采工艺、降低胶凝材料消耗方面不断钻研，取得了大量高水平的成果，但这种研究应是无止境的。另外值得注意的是，自从我国开始采用胶结充填技术以来所用的灰砂比一般都比国外高，这是否正确呢?尽管目前国内已有不少研究充填体性能的文章，但仍然缺少系统的现场监测资料，尤其是对不同条件的分层充填、不同条件的嗣后充填现场的长期系统监测资料，因而很难有根据地去调整灰砂比，以显著地降低充填成本，因此，应该加强这方面的研究。将膏体充填技术推广到尾矿干堆。从流变学角度，膏体充填和尾矿干堆技术有共同之处，现在每年举行1次的“国际膏体充填学术会议”都把这项技术视为一项综合技术。矿山需要充填时，将尾矿膏体料浆送人井下，不需要充填时，将尾矿膏体送往尾矿库，虽然它们要求的浓度有些许差别，因为尾矿排出必须考虑排出速度、滩流坡度和距离，以及尽量减少脱水。目前尾矿干堆在国外获得了迅速发展，尤其是在干旱缺水的地区。尾矿干堆技术的发展反过来也促进膏体充填，大直径深锥浓缩机开始就是为尾矿干堆设计的，将其用于膏体充填将奠定系统充填能力提高的基础。19731975年，金川镍矿与设计、科研单位合作，按照工业生产所用管径在实验室利用棒磨砂进行了胶结充填料浆环管输送试验，积累了海量的试验数据，并据此回归出计算水平直管单位长度料浆水力坡度的金川经验公式：i：i0I1+108m f r lLCJ其计算误差远低于国际上流行的杜兰德公式。1975年，金川镍矿与北京有色冶金设计研究总院、长沙矿山研究院合作进行的充填试验进入棒磨砂高浓度料浆试验阶段，试验表明，高浓度并非相对的概念，而是有特定含义的物理概念，即超过“临界流态浓度”的料浆浓度即为高浓度。试验提出的“临界流态浓度”的概念为：料浆基本不会发生离析，输送时无需考虑临界流速，可以在低流速下稳定输送的料浆浓度。输送物料的矿物成分、粒级组成、乃至化学成分都会影响“临界流态浓度”，这对于合理设计充填系统具有重要意义。也是在这个时期，国外同样开始重视充填料浆浓度问题。在采用高浓度胶结充填的同时，金川还在下向进路式充填采矿法中首次使用了双机液压凿岩台车、6m铲运机等大型无轨设备，使盘区生产能力从5060td提高到8001000td，从而将传统上低效率的下向进路式充填采矿法改造成为高效率的无技术，转最可靠的理想膏体充填系统，要求人们超越传统经验技术，加强对若干理论性、关键性问题的研究。纵观国外近几年膏体充填技术的迅速发展和每年1次的国际膏体充填学术会议(IntenrationalSeminaronPasteandThickenedTailings)发表的研究论文，为了保持我国在该领域的先进地位，今后仍面临诸多需要深入研究的重要课题。(1)膏体充填料浆流变性能的研究以及膏体充填技术的推广应用。从国外充填技术发展的趋势来看，膏体充填将逐渐成为充填的主流技术。膏体充填料浆流变性能的研究，对充填系统的优化、充填作业经济效益的提高具有极重要的意义。相关行业对水泥浆和新拌混凝土的流变性能已有较多研究，其与全尾矿膏体的流变性虽有类似之处，但由于工艺要求的差异，不能等同视之。作为非牛顿流体的全尾矿膏体，特别是在添加不同比例的胶凝材料乃至部分炉渣等骨料时，其流变性能会有很大差异，而且受诸多不易估量的变量的影响，到目前为止，还缺乏对这种物料的流变性能的系统研究。对全尾矿膏体流变性能的研究应当确立一套标准的研究方法，包括膏体屈服应力、塑性黏度、触变性的测定；剪切稀化对管道输送的影响；选用或研制适合的测试仪器装置；用流变参数计算管道输送阻力的公式等。以便确定某矿特定物料满足充填强度要求和最适合输送的流变参数。(2)深井充填剩余压头的处理。我国将面临越来越多的深井开采，在深井开采中采用高浓度或膏体充填时，由于充填倍线小，会产生剩余压头问题。剩余压头将导致无法满管输送和管壁磨损加剧，使管道输送处于极不稳定的状态，甚至出现严重的“井喷”现象，使充填无法正常进行。对这些现象的机理需要深入研究，在充填系统设计中如何消除剩余压头的影响，需要从技术经济上作深入的探讨。(3)充填环管试验的计算机仿真。在充填系统设计中，往往需要依靠环管试验获取不同条件下的管路输送参数，需要花费较长的时间，投入可观的资金和大量的人力，这对很多矿山往往是难以实现的，于是设计中不得不采用类比的方法来处理，因而也就很难获得最优的系统设计。以往，有些重点矿山在设计充填系统时在地面增加了一段环管段，供投产前试验之用，作为一种弥补。然而这也不是任何一个矿山都能实现的。北京科技大学李国政的博士论文全尾砂膏体充填环管试验的虚拟现实计算机3填、碎石混凝土胶结充填、分级尾砂水力充填和胶结充填、高浓度棒磨砂或分级尾砂胶结充填、全尾砂膏体胶结(包括替代水泥的各种固化剂)充填的发展过程。如前所述，充填工艺基本上是沿着经济因素、料浆参数因索和环境因素这3条主线发展的。从经济因素看，胶结充填技术虽然能给矿山带来诸多利益，但也存在不少问题，主要是投资增加、生产环节复杂、生产成本增加，在充填料浆浓度低的情况下，井下环境污染严重。因此，只有当胶结充填带来的经济效益足以平衡这些问题造成的影响时，充填才有可能得到推广应用。所以，降低成本便成为充填技术发展的永恒主题。料浆参数因索中，料浆浓度对于胶结充填具有头等重要的意义，高浓度不仅是提高充填体强度的有效途径，而且也是降低水泥单耗，节约充填费用的最佳措施。从低浓度的分级尾砂水力充填到高浓度充填，是胶结充填技术发展的第一次飞跃。充填料在采场内不脱水，是充填法一种更高的技术追求，标志着胶结充填技术发展的第二次飞跃；膏体充填和高水速凝充填都可以实现充填过程不脱水，膏体充填在国外已进人快速发展阶段，在国内也开始应用于生产；高水速凝充填由于成本和充填体后期强度问题尚处于试验阶段。环境因素缘于环保要求的日益严格，矿山产出的大量废石和尾矿除综合利用外，如能最大限度地用于充填，对减少占地、减轻采矿对生态环境的影响、构建生态采矿工程显然具有重要意义。膏体充填可以采用全尾砂，与利用分级尾砂的水力充填比较，不仅有利于剩余尾砂的堆坝，而且膏体充填技术还催生了尾砂的干式、半干式储存以及和废石一起处理，这种技术正在逐步得到广泛应用。总之，随着深井开采的增加和生态环境保护要求的日益严格，膏体充填技术将备受青睐，其研究和推广应用空间是非常广阔的，希望在广大同行们的共同努力下，使我国在该项技术领域始终保持国际先进水平，为我国从矿业大国发展为矿业强国提供这一方面的技术支撑。进入21世纪，矿山开采将转向深部矿体、“三下矿体”以及其它复杂难采矿体。地压控制问题将日益突出，并成为深部高效、安全作业的主要障有效途径之一，因此，充填采矿法和充填工艺技术越来越受到人们的重视。充填工艺技术也在充填采矿法不断改造与发展的过程中得到创新与进步。一方面通过对充填材料和充填体物理力学性质的认识，研究开发来源广泛、成本低廉、便于制浆和输送、充填体强度高的新型充填材料；另一方面，通过对充填体力学作用机理的探讨，结合采矿作业要求，研究新的充填工艺和方式。正是在此基础上，结合现代矿山充填技术发展的趋势逐渐形成了似膏体充填新思想研究了一种新的充填技术。矿山充填工艺技术的发展水砂充填早在19世纪中叶，地下开采的大部分矿产采用横撑支护的空场采矿法，但用这种方法开采厚大矿山充填工艺技术的发展及似膏体充填新技术矿体时，造成矿石的巨大损失、井下灾害的发生和矿山服务期限的缩短。1864年在美国宾夕法尼亚的一个煤矿区进行了第一次水砂充填，以保护一座教堂的基础。随着南非、德国，澳大利亚、中国(首先是煤矿)等国家试验了矿山水砂充填。进入20世纪后，美国和加拿大发展了基于采用选厂分级尾砂进行水砂充填的充填工艺，在悬浮液输送固体物料、水力旋流器脱泥等方面取得了进步。实现了低浓度(3570)泵压或自流输送的水力充填采矿。但充填料中过量的一5目细粒留在充填分层的表面；形成的充填体没有凝聚力，无法形成稳固的、能够自立的帮壁，使回采作业难以续进行。低浓度胶结充填20世纪60年代中期普遍采用了硅酸盐水泥或其它胶凝材料添加到低浓度水砂充填料中既提高了充填体的强度又易于实现水力辕送。由于水砂充填与胶结充填结合，促进了原有采矿方法的改进和实现机械化作业提高了采矿方法的适应性47推动J采矿技术的进步一同时两相流理论及浆管道输送硼沦得到发展。但该工艺在使用中存在料浆凝嗡慢离析分层、强度低且不均匀等现象：仆下脱水时脏凝材料及细粒级尾砂流失；井F睦水、细泥污染环境排水、排泥费用高；采场回采周期，生产能力低等问题，需进一步改进和提高，高浓度胶结充填该工艺的研究始于20世纪7080年代一是指砂浆浓度接近或大于临界流态浓度而小r极限可输送浓度的充填工艺。浓度范围一般为7178一靠自流或泵送实现高浓度的管道输送。高浓度料浆固体颗粒在横断面上呈均匀分布状态，在流动过程中很少有固体颗粒之间的相对位移，因而不易发生离析和沉淀。另外还具有充填体力学性能良好强度高，采场脱水量少，胶结材料的用量大幅度降低等优点，因此得到了一定程度的发展：为实现高滩度充填研制成功了新型离心式浓密机，使尾矿底流能达到含固体物重量7685，溢流浓度为5l5。中国的凡口铅锌矿从l982年开始与长沙矿山研究院和长沙有色冶金设计研究院合作，进行了“高浓度全尾砂蔽结充填新工艺和装备试验研究”：并于1991年通过了原中国有色金属工业总公司组织的鉴定。试验中采用了高效浓密、活化搅拌、自动输送等新工艺，尾砂利用率超过90。充填料浆重量浓度为7O76但生产实践中依然存在制浆技术难度大的问题，尤其是利用全尾砂造浆时，难以达到预期的浓度；高浓度料浆输送也存在一定的困难；输送及参数控制设备技术要求高不适合一般矿山使用，在目前的条件下难以全面推广应用。全尾砂膏体泵送充填鉴于传统的分级尾砂充填的一些缺点，德国和前苏联等国家在70年代开展了全尾砂膏体泵送充填技术研究，形成了膏体泵压输送充填新工艺，并用于矿山充填。其后，南非、加拿大、美国、澳大利亚也开展了试验研究。全尾砂膏体泵送充填的特点是料浆浓度大，其重量浓度可达7585，呈牙膏状：由于膏体的塑料粘度和屈服切应力大，必须采用加压输送：膏体料浆象塑性结构体一样在管道中作整体运动，膏体中的固体颗粒一般不发生沉淀层间也不出现交流，膏体在管路中呈柱状流动。膏体充填料的内摩擦角较大，凝固时间短，能迅速对围岩和矿柱产生作用，减缓空区闭合。这种高质量的充填体特别适用于深部高应力区采空区的充填。中国的金Jil有色金属公司从1987年开始与4R北京有色冶金设计研究院合作进行了“全尾砂膏体克填新工芝及装备研究”1991年通过鉴定该充填r。艺技术的主要优点是：尾砂利用率高一般为9095，主要取决于脱水没备和技术。而分级尾砂的利用率一般只有5060充填料浆浓度高，减少了水泥用量，降低了充填成本；充填体沉缩率小，接顶率高，充填质量好，强度高；采场无任何溢流水，改善了井下作业环境节省了排水及清理污泥的费用。但全尾砂膏体泵送充填一次性投资大，尾砂脱水浓缩、储存和膏体泵压输送技术难度大。不适宜大范围推广应用。高水速凝材料固结充填1989年，中国矿业大学北京校区高水材科研究所孙恒虎教授成功研制出新型胶凝材料一高水固化速凝材料，并首创了高水固结充填采矿新工艺该采矿新工艺是胶结充填技术的重大革新，它突破了传统水力充填的思维模式，克服了一般胶结充填中的诸多弊端和不足，使充填技术发展到一个新阶段。该充填工艺技术的实质是：以高水速凝固化材料作胶凝剂，使用全尾砂作充填骨料。按一定的配比加永混合后，形成高水固结充填料浆。根据工艺设备条件和现场技术的要求，充填料浆浓度在3070之间变化，充入采场后不脱水便可以凝结为固态充填体。该工艺技术突出的优点是：可将高比例水凝结为固态结晶体，从而使高水固结尾砂充填料浆在一般浓度条件下不脱水而变成固体；充填料浆凝固快，早期强度高，且初凝时间可以通过捺加剂控制，大幅度地缩短采场回采周期，提高了采场生产率；井下不脱水，无环境污染；高水材料具有良好的悬浮性能，使充填料浆的悬浮性和流动性得到改善，易于实现中低浓度的料浆的水力输送。该工艺技术形成以后，便迅速在国内煤炭、有色金属、黄金等行业得到试验和推广，成为矿山充填技术进步的重要标志。但在长期使用过程中存在着高水速凝固化材料来源少，成本高等因素的制约。似膏体充填新技术充填技术发展趋势从充填工艺的发展历程，可以看出其技术不断推陈出新，以满足矿山开采工艺的需求，提高开采经济效益，确保作业安全未来充填工艺技术的发展趋势是：(1)全尾砂充填方向。传统的水泥胶结充填采用分级尾砂，吉泥及细粒级尾砂被排放到尾砂库一方面增加了库坝的维护费用，另一方面造成环境中国矿业2001卑第10卷第6期维普资讯htt污染。现代充填技术不仅考虑采矿lr艺的需要，还要考虑矿山开采废弃物的综合利用与处理，环境保护，减少污染的社会要求实现无废害开采固此应完全、彻底地将全部尾砂用于井下回填(2)高浓度输送充填方向。高浓度充填可以减少胶凝剂的用量，降低充填成本；可以减少采场的脱水量，增大充填料浆的有效利用率提高实际充填能力，同时减少了井下环境污染；可以明显改善充填体的物理力学性质提高充填体的强度，有效控制地压，提高充填作用效果：(3)研制新型胶结材料。新型胶结材料既满足使用全尾砂充填要求，又要达到采矿工艺所需的强度，同时要材料来源广泛，生产成本低廉。因此，新型胶结剂的开发与研制将是未来充填技术进步中地位最重要，发展潜力最大，前景最广阔的研究内容。它是充填技术发展水平的重要标志：目前已开始应用有一定活性的工业废弃物如炉渣、粉煤灰等作为胶结剂的主要组分。既满足了充填的技术要求，又综合利用了工业废弃物，走上了良性循环的发展道路。似膏体充填新思想回顾总结过去，预测展望未来，建立在多种理论和大量试验基础上的矿山似膏体充填新思想逐渐形成了。该技术集各种充填方式的优点于一体，克服其弊端与不足其主要特点是：(1)用新研制的全砂土固结剂作胶固剂。该新型胶凝剂一方面能固结全尾砂，甚至含大量泥土的尾砂胶结体强度高各方面的性能均达到矿山充填的要求；另一方面还能代替水泥用于其它建筑行业，全砂，L固结荆已由中国矿业大学IE京校区高水材料与山工程研究所研制成功，各项技术参数已通过国家水泥质量监督检验中心梭验正逐步推向市场。(2)实现高浓度、全尾砂管道输送姒臂体浓度接近于膏体。采用全砂土固结剂配以骨料(全尾砂、砂土)制成的高浓度料浆外观象膏体故称之为似膏体充填(3)料浆流动性能好。在料浆的制备过程中采用了多项新技术，使似膏体料浆流动性能明显优于膏体和高浓度料浆的流动性接近一般水力充填中等浓度料浆的流动性能实现自流输送(倍线条件较好)或低压泵送充填。(4)料浆进人采场后只需少量脱水，充填体质量好，能满足各种强度的需要井下无排水排泥污染总之，似膏体充填技术继承了一般水力充填中料浆流动性能好，易于实现管道输送的优点，同时又具有膏体充填浓度高，井下不脱水或少量脱水充填质量好，强度高的优势。几种充填方式的管道输送特性及充填效果定性对比低浓度胶结充填、高浓度胶结充填、膏体充填、似膏体充填技术定性对比。关键技术及研究思路似膏体充填是一种全新的充填模式。充填胶凝材料的研制、似膏体料浆的制备料浆的管道输送是三个主要环节。通过大量的理论分析论证和试验，前两个环节已获得突破性的进展。下一步的研矿山充填工艺技术的发展及似膏体充填新技术究目标是进一步提高料浆的流动性，优化输送管路，减少流动阻力，最后达到均匀稳定输送的目的。其基本思路是：以流体力学、流变力学、细颗粒学、界面化学胶体化学及分子问的作用力等理维普资讯htt论为基础，通过试验，分析测试似膏J本料浆的流体、流变特性；通过调整细粒级配比、优化料浆粒级组成、添加微量减阻剂等措施，改变料浆内颗粒表面的性质，减少颗粒间的摩擦力，增加料浆的润滑性，达到提高料浆流动性的目的以料浆管道输送，相似模拟、汁算机模拟、汁算流体力学等理论为基础研究似膏体料浆管道输送阻力特征及影响因素，洗化设计管道输送系统及工作参数，_溅少管道输送过徉中的阻力，最终实现稳定、均匀流动的耳的。水平分层干式充填采矿法是大茶园矿井的主要采矿方法，而充填系统一直是影响大茶园矿井生产能力提升的主要因素。随着开采深度加深，采矿范围不断向两翼扩展，充填系统与生产能力的提高以及与安全生产的要求越来越不适应。为了进一步提高大茶园矿井的生产能力，降低生产成本，提高企业经济效益，2008年开始充填系统的改造高固体质量分数尾渣水力充填系统的建设。整个工程于2008年9月底设备安装完毕并空载联动试车成功后，先后完成了地表工艺试验和井下尾渣充填试验，至第2年2月，充填量达到60th。经过一段时间的调试，系统得以稳定运行，充填料浆固体质量分数为65，尾渣处理量为120th(82mh)，达到了系统充填能力为8O100m。h，充填料浆固体质量分数为6075的设计要求。为此，有必要针对大茶园充填系统的现状、存在的问题进行分析和探讨，以推进对充填系统的改进，满足大茶园矿井生产能力的提高和安全生产的要求。充填材料大茶园矿井自2003年逐步恢复水平分层干式充填法开采以来，利用堆浸尾渣作为主要充填材料，掘进废石就近充填作为补充。充填料运输充填材料由堆浸场运至l7O探井(利用探井作为充填井)口，经过探井到60iTI中段探井下口，然后分东部采场和西部采场2条线路运输。东部采场：从60IT中段探井下口通过铲运机运至6010ITI中段的东部充填上山，经充填上山流到10m中段，然后再由铲运机运至充填采场(或采场充填上山口)。西部采场：从60m中段探井下口通过铲运机运至35m中段，经装载到矿车后，由电机车牵引运输至10m中段的西部充填上山，经充填上山流到10m中段，然后再由铲运机运至充填采场(或采场充填上山口)。采场充填工艺无轨采场由铲运机进行平场作业，人工配合进行上盘接顶充实和采场边缘平整。常规采场由30kW电耙耙运，人工配合进行平场和上盘接顶充实。高固体质量分数尾渣水力充填充填材料充填骨料采用经石灰中和的水冶堆浸尾渣，充填用水主要利用井下矿坑水。充填料参数见表1。石灰粒径分布在04792187762 m之间，平均粒径为490931 m；尾渣粒径在744000 m之间，平均粒径为l930 m。大茶园矿井矿石的浸出性能较好，在堆浸过程中只用稀硫酸进行喷淋不加其他任何助浸剂尾渣经石灰中和后pH为7585，因此使用经过石灰中和的原矿井水冶堆浸尾渣作为充填料，不会对矿井产生其他新的污染，也不会对今后胶结充填带来影响。工艺及控制流程尾渣充填工艺流程：尾渣通过圆盘给料机(DK2000，100ITI。h)经振动筛(YK1445，63IT_I)筛分后，由胶带输送机(B一650mm，L一67m)送至搅拌槽(2100mmx2000mm)；石灰通过石灰仓底的双管螺旋给料机(150mm1500mm，0550m。h)由皮带输送机送至搅拌槽；同时在搅拌槽内按配比要求添加水，搅拌均匀后通过斜井和坑内管路系统进入采空区实施充填。充填系统设置了各种监控仪器仪表，对充填系统运行各种参数进行有效控制。胶带输送机上设皮带秤实时检测尾渣给料量，并反馈控制圆盘给料机的转速，调节给料量。石灰用冲板流量计实时监控和测量，并反馈控制双管螺旋给料机的转速，调节给料量。在搅拌槽的充填料浆出口上也设有流量计和固体质量分数测定计，以控制和调节充填料浆的实际固体质量分数和流量。充填管路充填管路经过212，l1O，60和35m中段到采空区(目前采空区在10m中段)。充填管采用扬州恒鑫特种钢管有限公司生产的剐玉复合耐磨钢管，外径为27i1ITI，钢管壁厚为9mm，耐磨层厚度为4mm，总壁厚为13mm，内径为101mm，单位长度质量为337kgm，最大工作压力为4MPa。设计充填参数设计依据：1)现场取尾渣和石灰样，分析后得出的数据；2)现场收集的地表及井下有关资料；3)充填料浆固体质量分数范围在6O75之间；4)充填料浆流量为8O100m。h，满足18万ta出矿量的要求；5)根据类似项目的实际经验。设计的充填参数如下：尾渣与石灰质量比为100：2，于料密度为2594tm。，料浆固体质量分数为72，料浆固体体积分数为498，料浆密度为1823tm，料浆临界流速为2339ms，充填料平均粒径为0193cm，平均沉降速度为22cms，许用最大充填倍线为598，设计最大充填倍线为5O0，计算最大流速为320ms，计算最大流量为905Fit。h，充填管内径为100mm。井下充填系统充填管路由采场顶部充填上山进入采场内，采场内采用可移动的钢编耐磨塑料管将尾渣充填至采场内各个部位。钢编耐磨塑料管为河北省特种胶塑厂生产，PF4型，外径为125mm，耐磨层厚度为12mm，内径为98mm，单位长度质量为55kgm，允许工作压力为2MPa。根据堆浸尾渣泥质量分数小(7)、渗透性好(渗透系数11mh)的特点，采空区充填体的脱水采用溢流和渗透2种形式。充填前，在采空区原采准联络平巷或探矿穿脉架设脱水混凝土假巷，在假巷靠近采场下盘处沿采场下盘帮壁用混凝土浇筑一个(或多个)通风、滤水顺路井，滤水井及假巷墙的周围预留1OOmm的滤水孔，充填时用钢丝网和滤水材料(如：稻草等)包起用于脱水。充填时采空区的充填水大部分是溢流脱水，另一部分通过滤水管从滤水井和假巷渗出，经假巷到中段主巷或下中段上山，经沉淀后到中段水仓。充填系统现状分析干式充填尽管干式充填对一些运输尾渣距离短的局部地区，具有充填成本相对较低的优点，如一15m中段东部采场。但从整体看，干式充填存在下列问题。1)充填效率低。大茶园矿井干式充填系统的充填井为探井(竖井，地表标高170m)，其只到60m中段，而目前生产主中段在一15iTI中段，采场底板标高均在水平标高l0ITI左右(东部较高在101TI以上)，采场离探井下口较远，并且隔着2个中段，因此存在充填料倒运环节多，运输线路长的问题。为适应产能提高和减缓生产过于集中(目前生产均集中在一15m中段)的压力，下一步生产将要下到一65ITI。随着开采深度的加深，环节将更多，运输线路更长。从目前生产情况看，充填时间往往占整个采场作业循环时间的3O第4期丁业华：大茶园矿井充填工艺的现状分析17550，效率很低，不仅严重制约着矿井生产能力的提高，而且由于充填时间长，造成采场控顶时间加长，增加了顶板管理的难度，采场安全生产系数降低，对安全生产极为不利。新建或延伸充填井均不适宜。大茶园矿井地表工业场地狭小，新建充填井选址非常困难，因此新建充填井的方案不予以考虑。由于大茶园矿床矿体为缓倾斜(倾角3O。左右)，如对现有充填井进行延伸，一则倾角满足不了下料的要求，二则离矿体距离很远，工程量大，运输线路很长，施工和运行成本都很高，因此延伸方案同样不宜实施。同时，随着矿井开采深度的增加，矿体开采也向两翼发展，不管是新建还是延伸于式充填井均不能满足生产的要求，而建设多个井，从投资等方面考虑显然不尽合理。其他问题。充填井只有1个，没有单独的沙石料井，因此施工混凝土时下沙石料调度困难，往往对工程进度造成影响；同时由于使用同一充填井往往使沙石料受到污染，影响工程的质量。由于充填料使用无轨运输，而尾渣含水，铲运时呈泥浆状，沿途撒落使无轨巷道成为泥浆路，不仅影响矿井的文明生产，同时对巷道造成污染，影响采场进风风质，对采场通风造成影响。由于采用铲运机或电耙在采场作业，上盘接顶往往不实，上盘顶板悬空，顶板缺少支撑，造成顶板压力大，管理难度增加，作业安全性差，人工的作业强度也较大。高固体质量分数尾渣水力充填技术评价供料、制浆、控制、输送等系统的设计和匹配基本合理，试充填系统运行稳定，达到了充填料浆固体质量分数为65，尾渣为l20 th(82m。h)的设计要求，符合大茶园矿井的现状。在对井下排水、沉淀、地表矿坑水处理等系统给予相应改造后，充填系统是能够满足当前生产和今后提高生产能力的需要的，其解决了减少投资，减少作业环节，缩短运输距离，提高自动化水平，提高充填效率，降低生产成本，提高采场安全性等干式充填不易解决的问题。充填体质量好，平整、密实性好，可按采矿要求充填采场空间，形成的采场底板能满足铲运机等大型设备作业的要求。充填速度快、效率高(80m。h)，充填1个iooom。采空区，实际充填时间只需l5h左右，而目前采用无轨运输的干式充填一般要70150h，像西部采场由于环节多，距离长，充填的时间更长。机械化程度高，劳动作业条件好，大大减轻了体力劳动量。采场上盘能够完全接实，能够有效控制顶板压力，有利于井下作业的安全。由于充填效率高、速度快，可大大加快采场循环周期，提高采矿强度，有利于集中生产，缩短战线，减少环节，提高效益。试充填共完成7000多m。尾渣的充填，除发生几次由于尾渣含杂质、结块使振动筛堵塞外，整个系统运行正常，具有较好的可靠性，能满足今后生产的需要。初步经济分析由于高固体质量分数尾渣水力充填处于试充填阶段，因此对其成本未进行测算，但从试充填结果看，与设计成本基本符合，只是地表运输成本有所增加，每m。约增加35元左右，设计充填成本为2232元m。，因此其充填成本预计为2582元m。；而目前无轨干式充填平均成本约为26元m。目前两者的充填成本大致相当，尾渣水力充填的直接成本比干式充填略低，但随着今后开采中段的下延和采场距离外延，干式充填的成本还要不断增加，因运输距离愈远，不仅井下运输费用上升，而且充填能力和效率也下降；由于运输距离长，周转环节也将增多，由此人工费用增加也较多。而尾渣水力充填成本增加不多(主要是管道延伸和排水费用略有增加)。因此从长远来看高固体质量分数尾渣水力充填成本将大大低于干式充填成本。结论从大茶园矿井今后生产中段变化和生产能力提高的发展趋势来看，干式充填已越来越不适应大茶园矿井生产发展的要求。高固体质量分数尾渣水力充填具有速度快、效率高、能力大等优点，这是干式充填无法与之比拟的。同时在加速采场循环周期、提高采矿强度、减少大量的辅助人员等方面，有着间接降低采矿成本的潜力。因此，高固体质量分数尾渣水力充填是大茶园矿井充填的发展方向，管道化的充填技术应积极推广和加以发展。对今后充填系统建设的设想和建议对相应系统加以改造。从已完成的尾渣水力充填工程来看，只解决了采场充填料的输送问题，而没有对井下排水、沉淀、地表矿坑水处理等系统给予相应改造，为了适应尾渣水力充填排水要求，必须尽快对这些系统加以改造。具体改造项目有：对一l5和一65m中段巷道水沟进行清理、改造，对新开巷道的水沟进行设计和施工，避免污水无序流淌；利用一151TI中段穿脉建池进行充填滤出水的第1级沉淀，在中段水仓前建1个采区沉淀池，容量大于1个班的排水量(宜建500600m。左右)进行充填滤出水的2级沉淀，而水仓可暂不改造，以免影响生产；一15m中段以下中段的新工程的设计和施工；结合综合技术改造对地表矿坑水处理设施进行改造，保证矿坑水达标排放。干式充填和尾渣水力充填并存。根据生产实际状况，目前宜以干式充填和尾渣水力充填并存为妥，即对目前一15m中段东部采场保留干式充填，因其环节少，运距短，效率高，既可降低成本，又可减少对当前生产的影响，保证生产的顺利进行；对目前一l5m中段的西部采场，宜逐步进行改造，使用高固体质量分数尾渣水力充填，以提高充填效率，促进生产的发展。尽快开展胶结充填工艺试验。解决采场所需要的大量水泥砂浆、混凝土的制备和输送问题，恢复采场分层砂浆底垫工艺。解决井下排泥问题。采取有效技术措施将滤水井和采区沉淀池中的泥浆尽量沉淀下来，经沉淀后的泥浆用简易方法清理回填到采场中去。解决中和用石灰随充填水流出问题。此举旨在使石灰得到充分利用，并保证充填排出水的泥质量分数控制在7以下。加强与科研院所的合作。由于大量堆浸尾渣充填井下，对井下环境产生一些影响，如氡及其子体等有害气体析出量增大，矿坑水酸度、铀浓度增加等。要解决这些问题单靠企业自身的技术力量是相当困难的，必须与科研院所合作，借助院所的技术力量，建立课题进行攻关加以解决。矿山尾砂自流胶结充填技术，已成为矿山充填采矿的首选充填方式，在国内多家矿山获得成功应用，矿山充填工艺自动控制技术也得到了快速发展，为矿山实现高效、安全、低成本充填提供了保证。矿山充填系统概况获各琦铜矿充填系统由尾砂输送、储料、造浆、搅拌和自动控制组成。充填料浆通过自流方进入上位机采用工控机加组态软件形式，界面设计根据充填工艺流程及现场实际情况制作，简洁直观，操作方便。安装SIEMENSCP5611卡，与PLC采用MPI方式通讯。下位机选用SIEMENS$7-300可编程控制器(PLC)，实现系统数据采集，逻辑控制，算法计算，线性转换。主要监测控制仪表：水泥仓料位采用雷达料位计监测，控制器料位显示；水泥流量采用冲量流量计计量；造浆时的水量和尾砂量采用电磁流量计进行计量监测；尾砂浓度采用同位素密度仪监测，直接测量参数为密度，通过尾砂和充填料浆的密度浓度对照表进行换算，将密度值在PLC中标定为浓度值；执行机构通过操作器控制比例调节阀及变频器实现。充填站自控系统见图2。3 PLC功能实现尾砂输送控制尾砂通过浓密后，由变频调速砂泵送上砂仓顶部浓缩旋流器进一步脱水，脱水浓度通过调节砂泵变频器频率，控制浓缩旋流器入料压力实现，实时人工监测，根据工艺要求及时调整砂仓料位通过重锤式料位计进行监测。风水联动造浆控制程序启动后首先开启风动造浆系统，进行风动造浆约40min后，对砂仓尾砂浓度进行人工取样监测，监测参数及时输入上位机，根据监测浓度确定是否补充水量。风水联动造浆结束后，产生尾砂浓度为6567的均匀砂浆。系统启动，首先根据需要设定灰砂比、小时充填量，控制并保持造浆气、水阀门开度，延时启动高效活化搅拌机和双轴搅拌机，开启放砂刀闸阀，自动调节尾砂流量，尾砂流量基本稳定后，充填采场。从尾砂压力输送、料仓料位制、造浆到充填料浆进入充填采场的全过程，均由上位机和可编程控制器系统实现全过程自动控制与监测，并辅以视频监控系统，对现场进行远程跟踪监控，实行动态管理，较好地满足了充填工艺的要求。充填工艺流程见图1。去井下采空区工艺流程一电动管夹阀；一电动蝶阀；一电动刀闸阀；一压缩空气管道；一水泥管道自控系统构成自控系统由上位机、现场监测及控制仪表组成，同时辅以视频系统对现场进行监控。延时开启水泥螺旋喂料机，根据尾砂浓度和流量计算给定水泥量，实时在线完成充填尾砂流量、浓度及水泥配比给料的控制。参数设定及调节尾砂流量由于调节管夹阀的变径节流作用，造成管夹阀进料端尾砂流速降低，管道截面下部尾砂沉积，截面下部尾砂浓度明显高于上部浓度，导致尾砂浓度测量出现系统误差。在硬件安装及程序设计时通过以下2种方式解决：将同位素密度仪垂直安装；定时把尾砂调节管夹阀开度短时间调节到最大，再迅速回调到正常位置，让拥堵在管道底部的尾砂冲出。水泥流量根据灰砂比、尾砂流量、尾砂密度、尾砂换算浓度自动计算给定水泥流量。采用定时取平均值的做法(110S)克服冲量流量计信号波动较大问题。水泥流量调节正常采用传统PID控制，控制周期适当放大，在接近反馈值时去除PID控制，采用加或减1的方式调节，使水泥量在小范围内变化，超出设定范围自动恢复PID控制。充填料浆浓度调节充填料浆浓度超过设定浓度时，在双螺旋搅拌机加常压水，用传统PID结合尾砂浓度做前馈的方式调节。操作界面操作界面采用组态王软件，在上位机上较好地实现以下主要功能：流程显示、数据存储、工艺参数分析、逻辑控制、报表生成管理、故障诊断、报警显示、参数设置、生产操作控制、权限管理等。巴彦淖尔西部铜业有限公司获各琦铜矿在尾砂胶结充填中应用可编程控制器(PLC)加上位机自控系统，对充填工艺及过程实现了在线检测与控制，相比较仪表控制有着无可比拟的优越性，硬件结构简单，算法丰富，控制方式灵活，可靠性高，具备扩展功能，可随时根据需要扩展IO通道和通讯接口。结合上位机使管理功能更为强大，组态软件的应用使编程更为方便，可跟随生产工艺变化随时调整，且对操作人员要求不高，一般操作人员经一周左右培训即可上岗。系统经半年的调试运行，已完全达到充填工艺设计需要，适应现场生产要求。胶结充填的起源可追溯到20世纪30年代，加拿大原诺兰达公司霍恩(Hom)矿用粒状炉渣和脱泥尾矿加入磁黄铁矿组成胶结充填料，加拿大柯明柯公司苏立宛(Sullivan)矿用地表砾石、掘进废石、重介质尾矿和硫化物尾矿作胶结充填料，苏联库茨巴斯煤田用低标号混凝土充填窒息内因火灾。因种种原因这些探索均未能推广应用。直到1957年加拿大原鹰桥公司哈迪(Hardy)矿用分级尾砂加硅酸盐水泥作胶结充填料试用成功，才使胶结充填技术达到生产实用阶段。此后几十年时间里，这一技术获得非常迅速的发展。胶结充填技术的成功推广应用，使极厚矿体矿柱回采的贫化率、损失率大幅度降低；可有效防止岩层移动，实现水体下、建筑物下采矿和优先开采深部或下盘富矿；可有效隔离和窒息内因火灾；可成功控制地压，对深井开采缓减岩爆威胁具有特别重要的意义；与大型无轨设备结合，使充填法面貌焕然一新，进入高效率采矿的行列；全尾砂胶结充填技术的应用，更为无废开采创造了有利的条件。胶结充填工艺的发展和应用胶结充填工艺基本上是沿着三条轴线发展的。首先是经济因素，胶结充填带来的经济效益应能平衡或超过其生产成本的增加；其次是料浆浓度因素，对胶结充填质量和胶凝材料的节约，也就是降低充填成本具有头等重要的意义；然后是环境因素，对环境保护日益严格的要求，成为拓展胶结充填技术应用范围的重要推动力。从主流工艺看，胶结充填的发展大体经历了三个阶段：水力充填、高浓度充填和膏体充填，都是以料浆浓度分界的。我国尾砂充填技术的应用起步于20世纪60年代中期，1964年从瑞典为凤凰山铜矿引进分级尾砂充填(未设砂仓)技术之后不久，在凡口铅锌矿试验成功利用卧式砂仓的分级尾砂胶结充填。19731975年金川镍矿与设计、科研单位合作，按照工业生产所用管径在实验室利用棒磨砂进行了长时期的胶结充填料浆环管输送试验，积累了大量的试验数1975年金川的充填试验为棒磨砂高浓度料浆试验阶段。试验表明，高浓度并非相对的概念(如70相对于65就是高浓度)，高浓度有特定的物理概念，即料浆基本不会发生离析，输送时无需考虑临界流速，可以在低流速下稳定输送。据此提出了“临界流态浓度”的概念。超过“临界流态浓度”的为高浓度。输送物料的矿物成分、粒级组成、化学成分都影响“临界流态浓度”，这对于设计充填系统具有重要意义。也是在这个时期，国外同样开始重视充填料浆浓度问题。金川在采用高浓度胶结充填的同时，还在下向进路式充填法中尚无先例地使用了双机液压凿岩台车、6m铲运机等大型无轨设备，从而使盘区生产能力从5060td提高到8001O00dd，把原本属于低效率的采矿方法改造成为高效率的采矿方法。20世纪70年代末，在国内先后出现了三种不同类型的用于分级尾砂胶结充填的立式砂仓的工业试验：焦家金矿球型底立式砂仓、南京栖霞铅锌银矿锥型底立式砂仓、铜绿山铜矿用虹吸方式的立式砂仓，这些试验都取得了良好的效果，为胶结充填技术的快速发展奠定了基础。但这种砂仓必须是装满仓后才可放砂，还不能连续运转。20世纪80年代末，在凡口铅锌矿开发试验成功了全尾砂胶结充填工艺，并于1990年建成了我国第一个全尾砂胶结充填系统，尾砂利用率达90以上。全尾砂的利用在胶结充填发展史上具有特殊重要的意义，一方面，全尾砂中有较多的微细粒级，脱水难度大，对充填体强度产生负面影响，解决这些技术难题促进了胶结充填技术的进一步展；另一方面，全尾砂的利用加上废料资源化，为实现无废开采开辟了有效的途径。1994年，利用氧化铝生产中的废料赤泥开发成功赤泥胶结充填技术并在湖田铝土矿应用，实现了在特定条件下的无水泥胶结充填。1994年，试验成功膏体充填并在金川镍矿建成了第一套膏体充填系统，标志着我国胶结充填技术迈上了一个新的台阶。1999年又在铜绿山铜矿建成了第二套全尾砂膏体充填系统。满足膏体充填要求的全尾砂脱水工艺是一项难度很大的技术，国外开始采用膏体充填时，一般是采用带式过滤机进行全尾砂脱水，金川的膏体充填系统也是采用带式过滤机，带式过滤机占地面积大，加之这种_丁艺需要配据，在此基础上回归出计算水平直管单位长度料浆水力坡度的金川经验公式：式中：。清水水力坡度，Pam；一料浆水力坡度，Pam；r重力加速度，ms；D管道内直径，1Yl；平均流速，ms；y固体密度，X10kgm；m体积浓度；e颗粒沉降阻力系数。此公式计算误差远低于国际上流行的杜兰德公式，表1列出了对比结果。套储仓，使充填站占地面积更加扩大，当使用多套充填系统时尤为突出。2006年，在会泽铅锌矿引进了深锥浓缩机，建成了输送管路长达4O00m的全尾砂膏体充填系统。应当说这是相当先进的膏体充填系统，只是深锥浓缩机价格昂贵，推广难度较大。全尾砂胶结充填的关键环节是全尾砂脱水，在冬瓜山铜矿利用传统锥形底立式砂仓，按照控压助流原理对其内部结构进行适当改造，研发成功底流放砂浓度能满足全尾砂高浓度和膏体充填要求的新型立式砂仓，并且可以边给料边放砂，费用也大为降低，为推广膏体充填做出了重要贡献。膏体充填不仅非常有利于降低胶凝材料用量，保证充填质量，而且由于充填到采场内基本无需脱水，成为改善坑内环境的有力保证。目前充填采矿法已成为有色金属矿山、黄金矿山的主要采矿方法，充填系统设计的理论和概念对矿山经济效益具有举足轻重的影响。降低成本是胶结充填工艺发展的永恒主题，国内诸多实验和生产实践均证明，充填料浆的浓度对于在保证充填体同样强度的条件下降低胶凝材料用量，亦即降低充填成本具有特殊重要的意义。因此在充填系统设计中，应在尽可能实现料浆自流输送的前提下采用最高料浆浓度，这有时会涉及到充填站位置的选择。充填采矿法由于增加了充填工艺环节，无疑会增加生产成本，根据国内外的生产实践，如果自然崩落法的生产成本为1，则无底柱分段崩落法是15，充填法则为45。但是在衡量充填法成本时，应当考虑其综合经济效益：充填法与崩落法相比，出矿品位显著提高，从而增加收益；采用全尾砂充填，可以不建尾矿库或减小尾矿库的库容，减少占地，缩减尾矿远距离输送的运营费；避免可能出现的搬迁以及破坏生态环境的赔付和补偿；减少尾矿对环境造成的污染等。正是由于充填法的这些优势，在环境要求日益严格的形势下，目前不少国内低品位铁矿的开采也开始采用充填法。由于各矿山尾矿化学物理性质的差异，为了获得充填系统设计的基础数据而不致脱离实际，往往需要进行料浆输送的环管试验。国内在有些矿山的充填系统设计中，在地表增设了环管段，一方面可以在投产前进行先期试验，为顺利投产奠定基础，另一方面也可为日后矿山改进充填系统运转提供试验条利用发展现状及前景色金属矿产资源的综合利用率和环境保护产生积极影响。尾矿综合利用生产建筑材料及关键设备将在富硅尾矿生产超高强混凝土关键技术，尾矿生产微晶玻璃关键技术，大规模利用尾矿低成本生产建筑材料的工艺技术，尾矿生产加气混凝土关键技术，尾矿在高速铁路工程中应用关键技术等方面取得突破。这些技术的产业化可具有针对性的自主知识产权技术体系，形成一批尾矿掺入比例大、低耗能和无二次污染的技术和考虑区域产业结构的合理性与市场需求，因地制宜，符合具体尾矿特征、适应当地条件的高效的尾矿综合利用技术，调动市场主体开展尾矿综合利用的积极性，激发企业开展尾矿综合利用的内在源动力。克服以往所开发的尾矿建材产品受运距限制而使产地与市场脱节的弊端。对于提高矿山的资源利用效率、保护环境、推动矿区经济可持续健康发展具有重要意义。尾矿高效充填关键技术 在尾矿胶结充填用低成本高效新型胶凝材料大规模生产技术，高浓度充填料浆高效制备关键技术，高浓度尾矿充填料浆大泵量高效输送技术，膏体尾矿干式堆存技术，尾矿高浓度充填自动化控制与决策关键技术，高浓度尾矿胶结充填采矿成套装备关键技术等方面取得突破，将有效提高尾矿充填浓度及充填效率、大幅度降低充填成本，可替代占主导地位的国外进口膏体泵压充填工艺，改变我国现有传统的低浓度水力充填落后的局面，使充填采矿法逐步发展成为高效率的采矿方法量推广应用尚有一定困难，但在某些特定情况下，如充填接顶、局部快速维护等具有独特的作用。我国从20世纪60年代中期以来，许多高校、设计、科研、生产单位为胶结充填工艺的迅速发展进行了大量的技术创新，从总体上讲在国际上处于较先进的水平。本文只择其要者加以简述，反映改貌。地下分多步骤大规模回采的矿山，充填系统能否高效运行，胶凝充填体的抗压、抗剪强度和接顶如何，采充是否平衡，直接影响着矿山的连续生产，因此，通过对尾矿性质的控制保障尾矿料浆输送流畅，搅拌设施均匀的制备以保证胶凝充填料浆质量，适宜的挡墙设施和采场脱水系统，通过改善和提高充填工艺水平，建立一套完善的充填质量保障体系是提高充填体质量的重要途径。充填料浆特性的研究和控制大量的试验表明，尾矿制备、输送浓度与尾矿的粒径、泥性物质的含量、尾矿的细度及粘度有着密切关系，通过对尾矿级配和尾矿输送参数的研究，砂浆粘度一浓度一流速之间存在着十分密切的关系，在尾矿输送过程中，粘度这一特性对确定充填料输送方法是十分重要的。对于粘度低的充填料，即对于含水量过高的充填料，料浆中的固体容易沉淀而引起堵塞。对于粘度高或含水量很低的充填料，摩擦阻力过大也会引起堵塞。这就要求在充填过程中不同时期需要进行相应粘度控制。通过实际生产表明，在充填输送过程中，高浓度尾砂具有固体兼液体的特性，它对尾矿充填的浓缩、输送等方面有着非常重要的作用，因此选择适宜的浓度是十分重要的，应以高浓度较好，而当料浆进入采场时，充填体自身的内聚力对挡墙的侧压力甚为重要，应尽早提高充填体的粘结力。当充填体初始强度较大时，充填体自身强度即可承受其自重作用从而不对充填挡墙产生压力。因此，提高粘结力可以显著降低挡墙受力。但全尾砂胶凝充填料强度增加缓慢，因而对挡墙压力的减少也较缓慢。为了尽快提高粘结力，可适当加入絮凝剂、早强剂等。试验研究表明，充填体的强度，不仅取决于胶凝材料添加量的多少，还取决于充填料浆的浓度和级配。在一定条件下，充填料浆浓度的提高，可以增加时间和形成的强度与其浓度有着重要的关系，填料浆性态的研究和控制是保证充填体输送和的基础，采取膏体或高浓度制备和输送是一个的发展方向，而作为充填料浆主要骨料的尾矿级的组成，对充填料浆的制备和采场脱水有着很大因此需要首先确定尾砂的级配以确定合理的充填料备和输送浓度。某矿全尾砂胶结充填接顶隋况见图设置可靠合理的采场充填设施采场挡墙的设置大空场嗣后全尾砂充填工艺技术研究首先决的问题是充填挡墙的稳定性。由于全尾砂充浆性能的特殊性，充填挡墙任何形式的破坏及料浆的泄漏，将导致充填体质量下降，污染井下环境甚至是灾害性的安全事故，所以必须研究合理的充填挡墙形式及结构，同时采取切实可技术措施，使其在充填及随后的生产过程中均浅谈充填国内矿山一般依靠矿岩裂隙渗漏进行脱水，不考虑采场脱水系统。过去国内深孑L采场分级尾砂胶凝充填时，采场采用脱水管脱水，使用效果较好。在采用极细粒级的全尾砂充填时，当充填料面未超过挡墙时，充填料所泌出的水可以从透水挡墙渗透或溢流排出。而当充填料面超过挡墙时，充料泌水一小部分通过充填体自身渗透并由挡墙及空区周边围岩或矿石裂隙排出。由于充填体凝固后渗透系数小，该部分水量仅占总泌水量的510。而剩余的90以上的泌水必须通过采场中的脱水设施而排出，以达到下次充填时表面无积水的目的，否则充填料表面积水将导致充填料浆的严重离析而使充填体质量严重下降。低热高强胶凝材料的应用新型胶凝材料对于大规模深井充填矿山来说，由于深井高温的特殊性，加之大型机械化设备的使用和水泥在水化过程中产生的大量水化热，不仅井下环境处于高温状态，而且充填成本增高。针对不同的尾矿，选不同的胶凝材料提高充填体强度这一点是非常重要的，特别对于高硫尾矿充填胶凝材料的选择尤为重。笔者提出应用一种低热高强胶凝材料，其来源应用效果分析如下：在我国有色冶炼炉渣丰富，因，在我国采矿工业应考虑有色冶炼炉渣在充填混料中的利用问题。研究表明，矿山充填料使用铜炼炉渣可取代部分硅酸盐水泥，这种配比的胶凝尚未在我国采矿工业中大范围应用。新型胶凝材料与添加水泥的试块强度比较通过大量的实验室实验，利用工业废渣钢渣、粉灰、矿渣、粉煤灰、硅灰和一些建筑垃圾等配制的凝材料抗压强度，在同一环境、同一灰砂比、同一度条件下，其胶凝体的抗压和抗剪强度高于水泥，是由于这种胶凝材料各组份之间的级配和胶凝材如51 26 59 2 l 0 93 65 25 5 2 1 O 3 5 1 6 5 l O O 04 3 78 3 l 0 0 4 0 8 4 4 O O O挡墙的可靠性，以确保矿山生产的正常、安全运行。为保障采场充填料浆不泄露，对挡墙设置要考虑以下几方面因素：正确的充填挡墙设置地点。充填挡墙上的总压力与其面积大小成正比。因此选择挡墙位置时，只要不影响生产和充填，最好是选在距采场较远的、巷道断面较小且便于设置挡墙的位置。这样不仅可以降低挡墙构筑费用，而且挡墙的可靠性、安全性也可以大大提高。选择合理的挡墙设置方式。从施工和安全的角度来看，尽管目前国内外有多种形式构筑、用材不同的充填挡墙，但最常用的和最简便的还是木材构筑的挡墙。因此采场挡墙的设置是保证充填采场安全、可靠、降低充填成本的重要条件。采场脱水国内采场脱水一般采用采场周边布置排水井或采场内架设泄水井等设置进行脱水，这些设计仅局限于中小型采场，对于高大型的采场，施工人员不能进入采场施工作业。针对高大型采场充填的特点，与充填工艺的关系水化所生成的硅酸钙凝胶较多，浆体密实性好，减了水泥的水化热，抗硫酸盐侵蚀性好，特别是在集含硫时f如含硫尾砂)，具有更强的与全尾砂的胶能力，充填集料粒径越小，这种优势越明显。新型胶凝料和以水泥为胶凝材料的充填试块强度对E匕女口表充填试块强度对比(浓度73)藿3d各龄 期抗压7d强度MP a28d水泥新材料水泥新材料通过上述研究和论述可得出如下结论。膏体或高浓度尾砂充填是今后深井矿山充的发展方向，胶凝充填体质量不仅与浓度有关，而与尾砂粒径、级配、胶凝材料等有关，选择合适的填料浆浓度和合理的尾砂级配可使充填体强度显提高。充填采场设置合理、可靠的挡墙，是提高采安全、保证充填效果的有效途径，强制多次接顶是场接顶到位的基本保证。对于胶凝充填来说，利用工业废渣和炼铜炉不失为一种降低水化热、提高充填体强度的重要法，低温高强的胶凝材料是保证井下工作环境、降充填作业成本的一条重要途径。完善的充填系统、合理的充填工艺是满足充能力和实现充填体目标强度的前提，充填控制系、料浆配比、胶凝材料、尾砂粒级的选择对充填质、可靠性有着至关重要的作用。其他方面在充填技术创新方面还包括下述内容：采用数计算和计算机模拟评价充填体不同部位所需的不强度，利用现代技术对充填体进行检测，降低充填成本；用活化技术降低尾矿排放和输送的难度；采用自稀释术提高沉淀效果；因地制宜采用合适的添加料，提高充体强度，降低充填料成本；盐类尾矿充填技术研究等。利用矸石直接充填采空区，不仅可以完成矸石不上井，不占用土地，避免对环境造成污染，降低排矸费用，同时利用矸石回填，采空区中的矸石可以与承重岩层一起共同支撑关键层及其上覆岩层的重量，对于减少地表变形防止冲击地压、防护煤层自燃等都具有显著的效果。工作面概况61303工作面为矸石充填工作面，平均垂深890m工作面标高一641m一7332m。工面走向长度115m，倾斜长度180m。本工作面主采十三煤层，煤厚149m183m，平均162m，煤层变异系数r=924，可采性指数KnI=l，属于稳定煤层，倾角平均16。，十三层煤属中灰高硫特低磷中变质气肥煤。直接顶为597m石灰岩，单轴抗压强度841MPa，其上为1831m灰色粉砂岩，直接底为060m灰色粉砂岩，老底为灰色517m细砂岩，成分以石英为主。充填体力学性能实验68可在1：61：8之间合理调整。充填系统工艺设计工作面巷道布置在六采运煤上山以西365m处布置一条十三层煤辅助运煤(兼回风)下山，在辅助运煤下山以东20m处布置十三层煤辅助轨道下山。在辅助轨道下山以东20m处布置排矸斜巷。在一650ITI西大巷保护煤柱线位置布置61303中部车场，辅助轨道下山下头布置下部车场。在61303下巷西头、辅助下山以北布置水仓及泵房。工作面巷道布置如图2所示。充填设备参数及充填工艺流程充填设备主要充填设备有：HBM8016型输送泵：输送量60th 80th,输送距离：垂直300m，水平1000171，骨料颗粒30mm，功率110kW。JSlOOO搅拌机两台：生产能力55rn3h65rn3h，单机功率30kW。PCS1200破碎机一台：生产能力90m。h120m。h，功率110kW。输送管：输送能力120m。h，由159mm的无缝钢管连接。上料皮带机一台：功率11kW，可承受压力大于25M Pa。充填工艺流程。根据之前工业试验状况，经调整后最终采用图3所示充填工艺流程。泵送矸石充填工序。充填方式为“见七充四”，在地质条件复杂处(构造或顶板破碎)充填方式采用“见六充三”或“见五充二”。在工作面进行采空区充填时，充填管路铺设在第二排在该矿现场制取了充填体试件，充填材料主要由PC325普通硅酸盐水泥、粉煤灰和水组成，矸石来源于矿井掘进出矸，颗粒最大粒度30mm。对不同组分配比分别进行了试块的制作。试件在实验室养护28天以后，在山东科技大学的“矿山灾害预防重点实验室”进行，实验设备为国际上认可程度最高的MTS815电液伺服岩石试验系统。实验研究表明：充填材料体中增加胶结材料水泥及粉煤灰比例能够较大幅度的提高充填体的单轴抗压强度，个试块随着水泥和粉煤灰比例的提高，其单轴抗压强度呈非线性增长。其次，充填材料的抗压强度随着围岩的提高而增强，围压为1MPa时，试件抗压强度可提高14倍，由此可知灰矸比1：6以上，充填材料的强度可满足工业要求此时如果继续调整物料比对强度的提高将没有意义。通过对单轴和三轴压力作用下的全应力一应变曲线分析，建议较合理的充填材料配比，水泥：粉煤灰：水矸石为13：1：1：6。同时考虑到充填材料成本，灰矸比和第三排支柱之间。 并采取以下技术措施：在每个大循环充填之前，在工作面下巷上帮垒砌倾向长度大于40m的矸石垛。采用分段充填方式，每小段8m10 m。采空区泵送充填之前，末排单体支柱靠采空区侧挂竹笆，竹笆离顶板小于011TI，同时在每个竹笆压茬处支设棵戴帽点柱。在上一充填段充填矸石接触上方挡矸墙05m时，在上一充填段内提前铺设竹笆、彩带条。回柱之后空间人员不得入内。当充填处离上巷下帮30m时，为组织生产方便，充填和采煤可平行作业。该范围内溜子以东可以保留7排支柱，充填方式为“见七充四”。充填前、后“三量”观测对比分析未充填之前“三量”：初次来压步距32m、周期来压步距13121、最大支柱载荷2568kN棵、最大活柱缩量1989mm棵、最大顶板下沉量值2744mm。泵送充填之后“三量”：初次来压不明显、周期来压步距平均值为14m、最大支柱载荷1841kN棵、最大活柱缩量1521ram棵、最大顶板下沉量1882mm。通过以上观测可知，采空区经过充填后，有效的控制了承重岩层及关键层挠度的变化，这使得工作面初次来压不明显，且周期来压缓和，“三量”大幅度减小。这说明矸石充填体在采空区中与岩柱和承重岩层一起对顶板起到了控制作用，有利于老顶的稳定，减缓了矿压显现，这对冲击地压的防治和发火的预防都起到了明显的作用。1)通过对充填材料力学性能实验研究，确定了科学的材料配比。合理的充填料配比水泥：粉煤灰：水：矸石为13：1；1t6，考虑成本因素，灰矸比可以在1：61：8选择；2)设计了61303工作面的充填工艺，经现场矿压实测发现，采空区充填后，有效控制了上覆顶板运动，使得工作面初次来压不明显，且周期来压缓和。3)在61303工作面进行了工业性试验，最终确定了“见七充四”的泵送充填方式；2尾矿特性与制备和输送工艺的关系地下金属矿床按矿物种类大体可分为铜矿、黄金矿、钼矿、铁矿、铅锌矿、硫铁矿、铝矿等，受矿石品位的影响，尾砂产率以钼矿、铜矿、黄金矿、铅锌矿为较多，铁矿、硫铁矿、铝矿尾矿产量较少。而尾矿密度又以铝矿较小，在尾矿粒级上，受矿石组分的影响和选矿磨矿设备的影响较大，而尾矿的粘性和稠度受矿物组分、级配和细度影响较大，因此对于尾矿充填料浆，特别是全尾矿充填料浆的制备一定要根据尾矿的特性选择适宜的制备设备或设施及方法。提高尾矿浓度的方法比较多，一般最为常用的方法有两种，即过滤和浓缩。过滤成本高，占地面积较大，系统繁杂，而浓缩方法成本低，生产过程便于实现控制和调节。浓缩的主要方法也有两种，即通过浓密机浓缩或砂仓浓缩。浓密机和卧式砂仓的浓缩成本较立式砂仓高，且占地面积较大，尾矿浓度不高，相对于浓密机和卧式砂仓的尾矿浓缩方法，通过立式砂仓对尾矿进行浓缩，不仅成本低，而且制备砂浆的浓度较浓密机高，其浓度可达到7583。进行自然沉降(或絮凝浓缩)的关键技术，就是通过对尾矿特性的分析与机理研究，加速尾矿沉降与浓缩。尾矿浓度确定主要是由尾矿特性决定的，这一点已被尾矿充填实践所证明，如尾矿密度、粒径、细度、矿物成分、孔隙率、分子间孔隙压力、粘性、稠度、浓缩时间等，即使是同一种尾矿，分级和不分级它的理化性质改变也相当大。同一种尾矿，分级与不分级它们的充填参数选取是不同的，分级尾矿在输送过程中容易引起堵塞，充填体的密实性不够、不宜形成满管流等，但它的脱水性较好，而全尾矿在充填过程中易形成膏体、易形成满管流。要实现全尾高浓度就必须结合全尾砂自身的性质，选择合适的尾矿制备设备和工艺。除此之外，为提高尾矿浓度，尾矿制备设备的选择主要是根据尾矿自身特性，在成本允许的前提下最大可能地满足提高尾矿浓度的需要。制备尾矿的浓度与尾矿所受的压力场有很大关系，不妨将卧式砂仓、立式砂仓及压滤机制备高浓度尾矿的过程理解为压力场作用的过程，尾矿制备过程是动载荷和静载荷相互作用的过程。给尾矿创造一个较为适宜的压力场，来提高尾矿浓度，也就是说增加尾矿间的孔隙压力，提高料浆的密实性，是一个行之有效提高浓度的较好方法，除浓缩和压滤外，通过试验，振动也是增加尾矿间的孔隙压力，增加浆料密实性，放砂浓度的均匀性具有一定的效果。粘性是指在运动的状态下，流体所产生的抵抗剪切变形的性质。粘性大小由粘度来度量。流体的粘度是由流动流体的内聚力和分子的动量交换等所引起的。粘度有动力粘度和运动粘度之分。动力粘度由牛顿内摩擦定律导出：r：r季(1)式中：r切应力，Pa；r动力粘度，Pas；d，流体的剪切变形速率。根据流体是否满足牛顿内摩擦定律，将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。牛顿流体严格满足牛顿内摩擦定律且保持为常数，非牛顿体的切应力与速度梯度不成正比，一般分为塑性流体，如牙膏等；假塑性流体，如泥浆等；胀塑性流体，如乳化液等。充填料一般属于假塑性流体，其切应力与速度梯度的关系是：z-=ro州鲁1(2)式中：r一屈服应力，Pa；凡试验系数。对于牛顿体，由于其粘度是一个常数，故可以进行量测；非牛顿体粘度是一个变化值，难以准确测量。因此，对于高浓度的尾矿料浆，只要充填倍线许可，最好采用自流输送，而对于膏体，因粘性和稠度较大，在输送过程中，因阻力较大最好采用加压的办法输送。尾矿特性对制备设施选择的影响如前所述，浓缩的主要方法有两种，浓密机和卧式砂仓的浓缩成本因占地面积较大，尾矿浓度相对立式砂仓低，井下脱水量大，对充填体强度和充填体成本均有一定影响。而立式砂仓土建工程量较大，一次性投人大，沉降难度相对较大，但充填料浆浓度高，充填体质量，特别是胶结充填体质量较好，因此，现在新建的地下金属矿山越来越多的采用立式砂仓。无论是何种尾矿制备方法，都必须紧密结合尾矿自身特性，对于自流输送的充填矿山，其制备设备和设施选择更要着重对尾矿特性的掌握和认识，除对料浆浓度的要求外，还与充填倍线、充填成本、接顶方式和要求有关。总之，尾矿特性决定尾矿浓度的选取、决定制备方法，充填尾矿浓度的确定合性技术经济指标确定的，为提高尾矿制备浓度，现在国内所建立式砂仓的几何形状均向大而高方向发展，所设计砂仓单个体积大多数在1O00m，设计的充填浓度在71，而通过对尾矿特性的了解，某些矿山要形成71的浓度其立式砂仓的体积或容积只需在300m左右均可，立式砂仓的几何形状和数量的决定，也是有多种因素决定的，如尾矿粒径、粘度、充填浓度，溢流澄清度、造浆方法、输送方式、沉降与浓缩时间、充填能力等。研究实践表明，在一定条件下，充填能力与砂仓的体积关系不大，而与沉降速度和浓缩时间有关，浓密机不是提高浓度最理想的设备，在一定条件下，浓密机相对于立式砂仓而言，立式砂仓更有利于浓度的提高，浓密机的作用主要均化底流的作用，对于提高浓度有限，从某种角度来说，立式砂仓更有利于放砂浓度的提高。而卧式砂仓其最大的特点是溢流澄清，投资较立式砂仓低，对于小规模矿山当尾砂密度较小、粒度细、粘性和稠度大不易形成高浓度料浆时，使用卧式砂仓可能是一个正确的选择。在制备设施的方案选择中，要注意根据尾砂特性取得较好沉降浓缩效果的方案，可以将多种类型砂仓和沉降方式有机的结合起来。尾砂特性与胶结充填体强度的关系胶结充填体的强度不仅与胶结材料添加的多少有关，还与尾矿的特性，如尾矿成分、细度、浓度、脱水性、密度、粒径、胶结材料的粒径、成分、充填骨料的强度、充填系统的工艺系统有关。从取出的充填体试块来看，某铜矿全尾胶结充填体比分级尾砂充填体其抗压强度与抗折强度要高，其抗压试验如图1所示。相对于一般分级尾砂浓度在70，灰砂比在1：4的条件下其抗压强度均在24MPa左右，细粒级全尾砂的强度却远远高于此强度，其原因如下。(1)全尾砂具有良好的级配和密实性，充填体的强度不仅与胶凝材料选，而且与全尾砂的级配具有很大的关系。充填体好比是低强度的混凝土，混凝土强度不仅取决于胶凝材料，而且取决于混凝土的各种骨料。只有选择适宜的粗骨料、细骨料后方可取得高强度和高性能的混凝土。因此，全尾砂这一性能在全尾砂胶结充填过程中得到较好的体现。(2)可实现高浓度连续放砂，这是全尾砂最为重要的一点。全尾砂在输送过程中，由于其密实性，在沉降及浓缩过程中达到一定条件下，其密实性对上部水体有较大的阻隔作用，形成隔离层，在一定程度上切断了与上面水体的联系，从而保证高浓度持续放砂，分级尾砂在砂仓中易沉降，在造浆过程中一方面因粒径较粗，难以活化，在活化造浆过程中，需用
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