《半水磷石膏基膏体充填技术规范》

T/GRMXX—2023

半水磷石膏基膏体充填技术规范

1范围

本文件规定了半水磷石膏基膏体充填的充填材料、工艺流程、充填质量、环境保护和检测方法。

本文件适用于半水磷石膏基膏体充填。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法

GB3838地表水环境质量标准

GB5086固体废物浸出毒性浸出方法

GB8978污水综合排放标准

GB/T14848地下水质量标准

GB18599一般工业固体废物贮存，处置场污染控制标准

GB/T23456磷石膏

GB/T39489全尾砂膏体充填技术规范

GB/T50080普通混凝土拌合物性能试验方法标准

GB/T50123土工试验方法标准

GB50771有色金属采矿设计规范

JGJ/T70建筑砂浆基本性能试验方法标准

HJ/T91地表水和污水监测技术规范

SL219水环境监测规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1磷石膏基胶凝材料

3.1.1半水磷石膏粉

以磷矿石为原料，采用半水湿法磷酸工艺或二水-半水湿法磷酸工艺制取磷酸时所得的半水磷

石膏，经预处理、烘干烧等工序改性后制备的石膏粉。

3.1.2半水磷石膏

以磷矿石为原料，采用半水湿法磷酸工艺或二水-半水湿法磷酸工艺制取磷酸时所得的半水磷

石膏。

3.1.3半水磷石膏基复合胶凝材料

以半水磷石膏为主要原料与矿渣、磷渣等活性掺料按一定配比制备的具有良好强度及耐水性的

胶凝材料。

3.2充填集料

不具备胶凝特性，仅作为填料的磷石膏、尾砂、石膏基粗骨料、剥采废石等。

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3.3碱性激发剂

生石灰、水泥、电石渣等碱性材料。

3.4料浆浓度

固体质量占固体与液体质量之和的百分比，按下式表示：

��

��=×100%

式中：��+��

——质量浓度；

��——固体质量，单位为千克（kg）；

��——液体质量，单位为千克（kg）。

3.5�料�浆凝结时间

充填物料加水拌和起至膏体完全失去塑性并开始产生强度需要的时间。

3.6单轴抗压强度

充填体在单向受压至破坏时,单位面积上承受的荷载。

3.7磷石膏基膏体

以石膏胶凝材料配以其他充填骨料，并与水混合而成膏状的不分层、不沉淀、略泌水的非牛顿

结构流体。

3.8膏体充填

在泵送等外力或自重作用下，将膏体充填料浆输送到空区充填的过程。

3.9引流水

空区充填前用于清洗管道，起到牵引膏体和降低输送阻力的生产用水。

3.10洗管水

空区充填完毕用于清理管道遗留充填料浆和杂物的生产用水。

3.11充填挡墙

使膏体料浆密闭在指定充填区域内构筑的墙体或密封体。

3.12充填倍线

充填管路总长度与充填管路起止口的垂直高差之比，按下式表示：

�

式中：�=

�

N——充填倍线；

L——充填管路总长度，单位为米（m）；

H——充填管路起止口的垂直高差，单位为米（m）。

2

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3.13临界流速

固体颗粒由悬浮状态转为在床面滚动或滑动时的流速，又称临界不淤积流速。

3.14充填接顶率

充填体接触顶板的面积与整个顶板面积之比。

3.15充填能力

每小时输送至井下采空区的料浆方量。

3.16采场充填体

充填料充入采场等地下空区形成的充填体。

3.17线缩率

养护时间为0天时充填体高度减去养护时间28天时高度后，再除以养护时间为0天时充填体

高度得的值，按下式表示：

ℎ0−ℎ28

�=

式中：ℎ0

——线缩率；

�——养护时间为0天时充填体高度，单位为毫米（mm）；

ℎ0——养护时间为28天时充填体高度，单位为毫米（mm）。

4充ℎ填28材料

4.1材料组成

4.1.1充填材料

充填材料宜由石膏基胶凝材料、充填集料、碱性激发剂、外加剂及拌合水组成。

4.1.2充填粗骨料

充填粗骨料可根据矿山情况选择，宜采用粒度5mm~30mm的碎石或其他固体废弃物，添加比例

不宜超过磷石膏的120%。

4.1.3碱性激发剂

碱性激发剂应根据实际需求适量添加。

4.2材料存储

4.2.1充填胶凝材料

充填胶凝材料存储应满足下列要求：

a）半水磷石膏宜采用封闭/半封闭的堆场或料仓短期存储；

b）半水磷石膏粉及半水磷石膏基复合胶凝材料宜采用立式或卧式粉料仓存储，应密封存储。

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4.2.2充填集料

充填集料宜采用封闭/半封闭的堆场或料仓短期存储。

4.2.3粉状添加材料

碱性激发剂应采用粉料仓存储，外加剂应采用专用桶或罐存储。

4.2.4拌合水

拌合水宜由高位水池存储。

5工艺流程

5.1典型工艺流程

半水磷石膏基膏体充填典型工艺流程见图1。

图1半水磷石膏基膏体充填典型工艺流程图

5.2膏体料浆搅拌制备

1）胶凝材料、充填集料、水及外加剂应按配比送入搅拌机中均匀混合。

2）输送至搅拌槽的物料应定量控制，搅拌机料位应高于搅拌叶片的1/2处。

3）膏体料浆浓度超出设计最大值的1%或少于设计最小值的2%时，应及时调整浓度范围。

4）料浆应通过安装磁吸装置网格尺寸30mm的滚筒筛系统，将大颗粒及铁属性杂物筛除。

5）膏体搅拌宜采用两端连续搅拌流程，宜采用卧式-卧式联合搅拌，或卧式-立式联合搅拌。

5.3膏体料浆管道输送

5.3.1充填料浆管道输送应符合下列规定：

1）充填料浆垂直管道的重力势能应按下式计算：

4

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式中：��=���

——垂直管道料浆的重力势能（Pa）；

�—�—充填料浆密度（kg/m3）；

�g——重力加速度（m/s2）；

H——垂直管道高度（m）。

2）管道输送阻力损失应按下式计算：

式中：ℎ�=����

——管道输送阻力损失（kPa）；

ℎ—�—局部阻力系数，宜取1.05~1.15；

�——单位长度管道的沿程阻力损失（kPa/m）；

�L�——管道总长度（m）。

3）当充填料浆系统重力势能大于系统阻力损失1.2倍时，宜采用自流输送；反之，膏体充填

料浆宜采用泵压输送。

4）膏体充填料浆管道输送流速宜为1m/s~2m/s。

5.3.2充填钻孔设计宜按GB50771的规定执行。

5.3.3经搅拌系统制备的充填料浆应通过管道输送系统，依次经加压泵、地表充填管道/充填钻孔、井

下充填管道、采场充填软管至采空区。

5.3.4充填管道内径应与充填能力匹配充填管道内径DI可根据下式计算：

4Q

Dh

Iv

式中：

Qh—充填系统小时充填能力；

v—管道工作流速。

5.3.5管道壁厚应以管道承压计算，受内压直管厚度应按下式计算：

PD

0

tst

2(EJPY)

式中：

ts——直管计算厚度，mm；

5

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P——设计压力；取管道最大承压的1.5倍，MPa；

D0——管道外径，取无缝钢管常用的外径系列，mm；

[σ]t——在设计温度下材料的许用应力，16Mn耐磨无缝钢管，室温下许用应力为163MPa；

EJ——焊接接头系数，无缝钢管取0.9；

Y——温度修正系数，取0.4。

5.3.6充填管道选型宜符合下列规定：

1）主充填管竖直段和孔底弯管宜采用双金属复合管或耐磨性能不低于双金属复合管的其他管

材；

2）主充填管水平段宜采用耐磨无缝钢管、共挤耐磨层增强塑料复合管等耐磨管材；

3）临近采空区的充填管宜采用钢编复合管、聚乙烯塑料管等。

5.3.7管道敷设应符合下列规定：

1）主充填竖直管不应设在提升井内，宜采用充填钻孔方式，大型矿山宜设立专用充填井；

2）充填料浆管道及下料口应固定牢靠；

3）充填管道连接件耐压等级不应低于连接管耐压等级，充填钻孔套管宜采用焊接或管箍连接，

不经常拆卸的管段宜采用法兰盘连接或焊接，经常拆卸且易堵管的管段宜采用快速接头。

5.3.8爆管堵管解决措施应符合下列规定：

a）当发生管道爆管和堵管时，应立即停止输送物料，持续往下料口注水，观察下料口水位情

况。

b）液面持续不断出现气泡，表明管路未完全堵塞，可通过持续注水疏通。必要时准备下井沿

充填空区尾端管路向垂直充填孔方向对管路拆除泄压，直至疏通管路后再恢复。

c）下料口液面无气泡，水位没有下降迹象，表明管路已出现堵塞，应下井沿充填空区尾端管

路向垂直充填孔方向对管路拆除泄压；从末端往前拆除管路至中部位置仍无法对管路疏通时，应反

向从垂直孔反向往尾端拆管泄压，通过前端疏通利用自流压力分段进行管路疏通，直至管路完成疏

通为止。

d）处理过程中应安排2~3组人员同步作业，减少拆装管路时间。

5.4井下空区充填

5.4.1制定充填计划

每次充填前应编制充填计划，并应包括下列内容：

a）应绘制采空区实测图及相邻采场工程实测图；

b）应计算采空区总充填量、充填次数和单次充填量；

c）根据给出的空区涌水、顶板围岩情况及强度要求，提供充填配方；

d）充填管路、封闭挡墙、脱水、接顶等施工方案；

e）制定人员逃生路线等安全技术措施。

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5.4.2待充矿房准备应符合下列规定：

1）充填作业前，应保证矿房内矿石采出完毕，同时对待充填矿房相邻出矿巷、凿岩巷等位置

构筑封闭挡墙。封闭位置应设在采空区进路的围岩稳固地段。构筑封闭挡墙前应清除巷道周边浮石；

2）充填封闭挡墙构筑形式宜选择混凝土挡墙、砖砌挡墙、柔性挡墙；

3）封闭挡墙参数和分次充填高度应通过力学计算确定，挡墙眉线下一次充填高度不宜超过

1.5m，待料浆初凝后应进行第二次充填，充填超过挡墙后可进行连续充填；

4）封闭挡墙构筑完成后，封闭挡墙与周边围岩接触处应做防漏浆处理；

5）充填料浆泌水率大于5%时，宜设置脱水设施，矿房内应设置脱水管，挡墙处应设置泌水孔；

6）充填过程中泌出水应收集至水仓。

7）至空区充填管道应安装完毕；

8）充填作业区附近宜设置沉淀池。

5.4.3充填站准备应符合下列规定：

1）了解当值班次工作计划任务，井下各个充填点充填方量；料浆配合比；原材料准备情况；

通讯是否畅通；电力供应是否正常；充填站设备完好率情况；人员到位情况；开机时间；环境影响

因素；

2）启动主控电脑，检查控制功能是否正常，设定充填参数；确认监控视频是否正常，控制室

是否正常，是否有异味，保持控制室通风。

5.4.4空区充填应符合下列规定：

1）中控室接到地下采场可充填的指令后，开启搅拌装置，注满清水至设计液位；

2）开启搅拌装置排浆口，放出清水，清洗管道，在此过程中，保持搅拌桶进水状态；

3）采场观察到管道出口有清水流出后，通知地面中控室充填；

4）中控室接到采场充填管道有清水流出的信息后，按胶凝材料、骨料的先后顺序开启输送系

统，开始充填；

5）采场观察到已充填至设计高度后，通知中控室停止充填；

6）中控室接到停止充填指令后，按骨料、胶凝材料的先后顺序停止供料，同时开启注水程序；

7）采场观察到管道已无颗粒排出后，通知中控室停止注水，结束本次充填；

8）引流水、洗管水应通过三通阀门排放至充填空区外的集水设施内；

9）充填过程出现跑浆漏浆、压力表示数骤增、异味臭味产生等特殊情况应及时停止充填，找

明原因并及时处理。

5.4.5充填接顶应符合下列规定：

1）充填宜接顶；

2）充填接顶宜多点、多次下料，充填料浆下料口和排气管进气口应设置在采空区顶板高处。

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5.4.6采场充填体强度试验时，应对采场充填管出料口充填料浆取样并制成充填体试样，或对已经充

填到采空区的硬化充填体进行原位钻芯取样，充填体取芯试样应用保鲜膜包裹，并依次编录，加工成标

准试件，进行单轴抗压强度测试。

5.4.7下步开采计划

充填半水磷石膏基配方，待达到养护龄期7d后，可开展相邻矿房回采作业。

6充填质量

6.1充填材料质量

1）半水磷石膏及石膏粉技术指标应符合表1的规定。

表1半水磷石膏及石膏粉技术指标

2h结晶细度（通过一定

名总水溶水溶游离水结晶水抗折强抗压强

总F/%水转化孔径的实验筛）

称P2O5/%P2O5/%F/%/%/%度/MPa度/MPa

率/%/%

半

水

粒径5mm不大于

磷≤1.20≤0.50≤0.80≤0.30≤25.0≤8.50≤25.0--≥2.00

95.0

石

膏

石

粒径0.15mm不

膏≤1.35≤0.65≤1.10≤0.65≤0.54-6--≥2.00≥6.00

大于85.0

粉

2）结晶水转化率测试时，应将试样放置在70℃水浴锅内加速转化2h，取样测定游离水C、结

晶水D，转化率应按下式计算：

%

�−�

式中：�=�·100

V——转化率，%；

B——半水磷石膏初始结晶水，%；

D——半水磷石膏2h后结晶水，%；

3）尾砂、磷石膏、粗骨料等充填集料性质应保持稳定。

4）制浆、润管、洗管及清洗场地等用水应保障充足供应。

6.2充填料浆质量

1）充填料浆质量浓度应保持稳定。

2）充填料浆泌水率不宜大于5%。

3）输送时，充填料浆坍落度宜为240~270mm，流动度宜为180~200mm，屈服应力宜为100~180pa。

4）充填料浆凝结时间应至少8h以上。

6.3充填体强度质量

1）磷石膏充填体强度应采用单轴抗压强度表示，可在实验室用标准试件测试，用70.7mm×

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70.7mm×70.7mm的标准试模制作的充填体试块应在温度（20±2）℃、湿度（95±1）%的恒温恒湿

养护箱内按设计要求养护一定龄期，单轴压缩试验得到的破坏强度为充填体单轴抗压强度。

2）制作人工假顶时，28d强度宜在3MPa以上；厚度0.5-1m的打底和胶面层充填时，28d强度

宜在3MPa以上；一步骤胶结充填时，28d强度宜为1.5MPa~2.5MPa；二步骤或嗣后充填时，28d强

度宜在0.5MPa以上。

6.4充填配方及充填方式

1）可明显看到有裂隙水，后期采用的矿房充填宜采用水泥基充填配方，在无水或小水矿房可

2+2-

采用石膏基充填配方。浇面层均采用水泥尾砂充填时，可有效降低Ca、SO4的析出。

2）对于二步骤矿房、老空区等的矿房，可采用水仓淤泥、井下废石等伴随充填料适量充填。

7环境保护

7.1有毒有害气体控制

充填过程中，不应有有毒有害气体产生或在安全标准规定的限值内。并应符合下列规定：

1）监测点：应包括充填站原料、料浆搅拌上方、井下空区。

2）监测频率：充填过程应每3-6h一次。

3）测定方法：应采用气体检测仪。

4）毒害气体超标解决措施：毒害气体一旦超标，且持续时间超过5min，应停止充填，查明原

因。或在井下充填矿房料浆出口处采取强制通风措施。

7.2充填体环保性

充填体毒性浸出应满足固体废弃物I类标准的规定。并应符合下列规定：

1）采样点：实验室充填体试块及井下充填体应现场取芯。

2）采样频率：每月应至少一次。

3）测定方法：按GB5086的规定执行。

7.3水环境环保性

充填过程中，水质标准限值应符合表2的规定。并应符合下列规定：

1）监测水质类型：应包括挡墙外的泌出水，矿井水及周边水质。

2-

2）监测指标：应包括pH值、SO4、Ca、P、F、氨氮等指标。

3）监测频率：每月应至少一次。

表2水质标准限值

总氟化物总硬度（以CaCO3计）硫酸盐氨氮（NH4）

类型ph标准

P/ppm/ppm/ppm/ppm/ppm

地下6.5—GB/T14848-2017《地下水质量标准》

无1.04502500.2

水8.5Ⅲ类

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地表—0.21.0无2501.0GB3838-2002《地表水环境质量标准》

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水Ⅲ类

矿井GB8978-1996《污水综合排放标准》Ⅰ

6—90.510无无15

水类

泌出GB8978-1996《污水综合排放标准》Ⅰ

6—90.510无无15

水类

8检测方法

8.1料浆pH检测

料浆pH检测应符合下列规定：

1）把pH试纸放在表面皿上，再用玻璃棒蘸取待测料浆滴在pH试纸上，然后把试纸显示的颜

色与标准比色卡对比，确定溶液的pH；

2）pH试纸不应用水湿润；

3）用广泛pH试纸测得的pH数值宜为整数；

4）显色时间宜以半分钟内的变化为准；

5）实验完毕后，应对仪器洗涤后按正确方法放置到原来位置，试剂瓶应标签向外放在药品橱

中。

8.2料浆比重

测试方法可参照GB/T50080执行。试验结果应精确至0.01，应按下式计算：

m1−m2

式中：ρ=

V

ρ——充填料浆密度，g/cm3；

m1——容量桶和试样总质量，g；

m2——容量桶质量，g

V——测量桶体积，1×103cm³。

8.3料浆扩展度与流动度检测

测试方法可参照GB/T50080执行。

8.4料浆凝结时间检测

测试方法可参照GB/T1346执行。

8.5充填试块浇筑及单轴强度试验

试验可参照JGJ/T70的规定进行浇筑并测试料浆试块，应测试3d、7d和28d强度。试验结果

应精确至0.01，应按下式计算：

Ν

Ρ=

10Α

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式中：

Ρ——抗压强度，MPa；

Ν——试件破坏载荷，N；

Α——试件承压面积，mm2。

8.6泌水率试验

使用500ml量筒，量筒质量计为M1，往量筒中倒入400g混合均匀的料浆，量筒与料浆总质量

计为M2，用密封盖盖严，待静置60min后将量筒内上表层水用滴管吸出并记录吸出水的重量H。实

验结果应精确至0.01，应按下式计算：

H

式中：W=×100%

M2−M1

W——泌水率，%；

H——析出水总质量，g;

M1——量筒质量，g;

M2——量筒和料浆总质量，g。

8.7线缩率试验

线缩率试验应按GB/T39489执行。

8.8料浆浓度测试

料浆浓度应采用烘干法测试，应按下列步骤执行：

a）取充填料浆搅拌均匀后，称取100-200g的充填料浆，记录料浆质量m1；

b）用布氏漏斗抽滤，抽滤后加少量无水乙醇洗涤，洗涤2-3次，待无明显液体滴落时，取下

全部试样放入干燥箱在45℃下烘干至恒重，石膏配方宜烘干5小时以上，记录质量为m2。

c）试验结果应精确至0.01，应按下式计算：

×100%

m2

式中：Ρ=m1

Ρ——料浆浓度，%；

m1——料浆初始重量，kg；

m2——料浆干基重量，kg。

8.9屈服应力测试

测试方法应按GB/T39489执行。

8.10技术指标应符合表3的规定。

表3技术指标值

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单轴抗压强度线缩率

名称泌水率%塌落度mm流动度mm屈服应力Pa凝结时间h料浆pH

MPa%

技术指

终凝＞＜

标1-5220-290180-200100-1808h12-130.5-55

12

《半水磷石膏基膏体充填技术规范》编制说明

一、工作简况

1.任务来源

磷矿资源是我国重要的战略资源，安全高效开发对我国经济发展至关重要。

磷矿资源的地下开采通常采用房柱法或空场法，需留设大量的矿柱支撑顶板，导

致资源回收率低，一般仅50%左右。采矿留下大量的采空区，存在采空区大规模

垮塌带来类似“盐池河”式重大安全隐患。水泥胶结充填是当前国内外应用最为常

见的采空区治理方式，水泥作为充填胶结剂，其成本约占充填成本的70%，导致

充填成本居高不下。而磷矿石价格低廉，绝大多数矿山无力承担高昂的充填成本。

磷化工湿法磷酸生产工艺不同，副产的石膏类型也不同，可分为二水磷石膏

和半水磷石膏。据统计，我国磷石膏堆存量累计高达8亿吨，年新增量约8000

万吨。磷石膏目前主要依靠制备水泥缓凝剂及建筑材料等相关产品进行消纳，综

合利用率不足40%。大量的磷石膏只能地表堆存，不仅占用大量土地，其中可溶

磷、氟等有害杂质也可能对环境带来较大的负面影响，存在较大的环境安全风险。

为贯彻“绿色青山就是金山银山”生态环保理念，贵州省政府提出“以渣定产”政策，

迫使磷化工企业积极主动开展磷石膏固废资源综合利用。因半水磷石膏具有良好

的胶凝活性，具有替代水泥的可能性，或可成为磷化工企业转型升级的突破点。

针对磷矿资源开发与磷化工生产存在的关键问题与发展瓶颈，项目以磷矿资

源低成本安全高效开发和磷化工固废综合利用为目标，将半水磷石膏的胶凝特性

与膏体充填采矿技术相结合，以半水磷石膏为充填胶凝材料，充分利用其他固体

废料作为骨料，制备成不分层、不离析、不脱水的无害化全固废膏体，进行磷矿

安全高效开采，同时实现磷石膏无害化大宗利用与处置。为磷化工固体废料的综

合利用与矿井的低成本清洁生产探索一条新的途径，进而开创一种磷矿开采与磷

化工生产“矿化一体”的资源绿色开发利用新模式。

2.起草单位、参编单位

起草单位：贵州福麟矿业有限公司

参编单位：贵州川恒化工股份有限公司、北京科技大学、贵州黔源地质勘查

设计有限公司、瓮安县天一矿业有限公司、贵州恒昌新能源材料有限公司、金正

大诺泰尔化学有限公司、贵州鑫光矿业有限公司

3.主要起草人

李子军、吴立波、王佳才、李剑秋、黄同伟、彭世刚、任少峰

二、制定（修订）标准的必要性和意义

半水磷石膏基膏体充填可大规模消纳磷石膏固废，并将其转化为安全、经济、

有效的矿山充填材料。实现了环境效益（消除污染风险）、经济效益（降低双方

成本）、资源效益（循环利用）和社会效益（安全合规）的多重共赢。

1

三、主要起草过程

半水磷石膏基膏体充填技术规范标准主要起草过程：

本标准的起草严格遵循《国家标准管理办法》《行业标准制定管理办法》相

关要求，以科学严谨、贴合实际需求为原则，历经资料收集、调研论证、草案编

制、试验验证、意见征集、审查完善等多个阶段，最终形成报批稿并完成发布。

四、制定（修订）标准的原则和依据

4.1原则

法规政策遵循原则：在制定或修订半水磷石膏基膏体充填技术规范时，必

须严格契合国家和地方相关方针、政策、法律、法规。《中华人民共和国标准化

法》作为标准化领域的基础法律，明确规定了标准制定的范围、程序等关键内容，

是开展此项工作的重要依据。就磷石膏相关标准制定而言，需紧密围绕《省人民

政府关于全面加强磷石膏综合利用推动磷化工产业绿色发展的意见》等政策文件

要求。这些政策旨在推动磷石膏的无害化处理与综合利用，控制环境污染。例如，

在规范半水磷石膏基膏体充填技术过程中，需确保从原料磷石膏的来源、处理，

到最终充填应用的全流程，均符合相关法规政策对于环保、资源利用等方面的规

定，从而保证技术规范具备合法性与权威性，为磷化工产业的可持续发展提供有

力支撑。​

安全与质量保障原则：安全和质量是半水磷石膏基膏体充填技术规范的核

心关注点。在矿山充填作业中，充填体的稳定性直接关系到矿山安全生产与人身

安全。因此，在制定（修订）规范时，要充分考虑充填体在不同地质条件下，能

否长期承受矿山开采产生的各种应力，确保矿山开采过程中不会因充填体失稳而

引发坍塌等安全事故，切实保障作业人员的生命财产安全。同时，在环保方面，

由于磷石膏中可能含有重金属等有害物质，若处理不当，会对土壤、水体等环境

造成污染。所以规范中需明确规定对磷石膏进行无害化处理的流程与标准，严格

限制有害物质的浸出，使充填过程符合环境保护相关法规要求，减少对周边生态

环境的负面影响，实现安全生产与环境保护的双重目标。​

促进技术进步原则：随着科技的不断发展，半水磷石膏基膏体充填技术也在

持续革新。制定（修订）标准应积极引导行业采用新技术、新工艺、新材料。例

如，在原料处理环节，鼓励研发更高效的磷石膏改性技术，提高半水磷石膏的性

能稳定性，降低其水化速度，减少运输过程中的结块问题；在充填工艺方面，推

动采用智能化、自动化的充填设备，精准控制充填料浆的输送量、流速、压力等

参数，提高充填作业效率与质量。通过标准的引领，促使企业加大研发投入，推

动整个行业技术升级，提高磷石膏的综合利用水平，增加社会经济效益，如提高

矿山回采率、降低充填成本等，助力磷化工行业与矿山开采行业实现绿色、高效

发展。​

借鉴国际标准原则：在经济全球化背景下，积极借鉴国际标准和国外先进标

准对于半水磷石膏基膏体充填技术规范的制定（修订）意义重大。国际上在矿

山充填、工业废弃物处理等领域有着丰富的经验与成熟的技术标准。例如，参考

国际标准化组织（ISO）或相关矿业发达国家在膏体充填材料性能测试、充填工

艺设计等方面的标准，结合我国实际情况进行优化。这不仅有利于提升我国半

水磷石膏基膏体充填技术在国际市场上的竞争力，便于国内企业参与国际矿业项

2

目合作；而且能够促进国外先进技术与设备的引进，加快我国相关技术与国际接

轨的步伐，推动我国磷石膏综合利用产业走向国际化。​

资源合理利用原则：磷石膏是磷化工产业的大宗固体废弃物，实现其合理利

用对于资源节约与环境保护具有重要意义。制定（修订）半水磷石膏基膏体充填

技术规范时，应充分考虑如何高效利用磷石膏资源。一方面，规范要明确要求对

磷石膏进行充分的预处理，去除杂质，提高其品质，确保在充填过程中能够充分

发挥半水磷石膏的胶凝特性，减少其他辅助材料的使用量，降低生产成本。另一

方面，通过优化充填设计，提高充填体的强度与稳定性，从而提高矿山回采率，

使有限的矿产资源得到更充分的开采利用。例如，通过制定合理的充填体配合比

标准，既能保证充填效果，又能最大限度地消耗磷石膏，实现资源的高效循环利

用，推动行业向资源节约型、环境友好型方向发展。​

协调一致性原则：对于半水磷石膏基膏体充填技术规范，协调一致性体现

在多个层面。在企业内部，充填技术规范要与企业的其他生产标准，如磷化工生

产过程中的原料采购标准、产品质量标准等相协调，确保企业整体生产流程的顺

畅。在行业层面，该技术规范需与国家的产业政策保持一致，如符合国家对于磷

化工产业绿色发展、节能减排的政策导向。同时，要与其他相关行业标准相互配

合，例如与矿山开采工程的设计规范、安全规程相衔接，保证在矿山开采过程中，

充填作业与其他开采环节能够协同进行；与建筑材料相关标准协调，因为部分磷

石膏基充填材料可能与建筑材料存在交叉应用场景，避免出现标准冲突，保障整

个产业链的有序运行。​

市场需求导向原则：充分调研市场需求是制定（修订）半水磷石膏基膏体充

填技术规范的关键环节。随着矿山开采行业对于安全生产、高效开采的需求不断

提升，以及社会对于环保要求的日益严格，市场对半水磷石膏基膏体充填技术

提出了更高的期望。例如，矿山企业希望充填技术能够在保证安全的前提下，进

一步提高充填效率，降低充填成本，缩短开采周期；环保组织与监管部门则关注

充填过程中对环境的影响，要求更低的污染物排放与更高的资源综合利用率。因

此，规范的制定（修订）要紧密围绕这些市场需求，及时调整技术指标与操作流

程，推动技术不断改进，以满足市场各方的需求，促进半水磷石膏基膏体充填技

术在市场上的广泛应用与持续发展。

4.2依据​

科学验证与实验依据：半水磷石膏基膏体充填技术规范中涉及众多技术指标

与操作方法，必须有充分的科学研究与实验数据作为支撑。在研发过程中，通过

大量实验研究半水磷石膏的物理化学性质，如凝结时间、强度增长规律、耐水性

等，以此确定最佳的改性方法与药剂配方。在充填工艺方面，要进行现场模拟实

验，测试不同充填料浆浓度、输送距离、充填压力等条件下，充填体的实际效果，

包括充填体的密实度、与围岩的粘结性等。例如，在某矿山进行实地充填实验，

记录不同时间段充填体的变形情况、强度变化数据等，根据这些科学验证与实验

结果，精准确定规范中的技术参数，确保制定（修订）的半水磷石膏基膏体充

填技术规范具有科学性、可靠性与实用性。

3

五、与现行有关法律、法规和标准的关系

5.1遵循现行法律框架，确保技术规范合法合规​

《中华人民共和国环境保护法》为基石：该法要求企业减少污染物排放，对

环境负责。半水磷石膏基膏体充填技术在应用中，从磷石膏原料的选取、处理，

到最终充填环节，都需严格控制可能产生的污染，如限制重金属、氟化物等有害

物质的浸出，防止对土壤、水体造成污染，以满足环境保护法中对污染控制的基

本要求，保障生态环境安全。​

《中华人民共和国安全生产法》保障作业安全：在矿山充填作业场景下，安

全生产法规定生产经营单位需具备安全生产条件，确保员工生命安全。技术规范

需依据此法律，明确充填体的强度、稳定性等安全指标，保证充填体在矿山开采

过程中，能有效支撑采空区，防止坍塌等安全事故发生，保障矿山作业人员的生

命财产安全，使整个充填作业流程符合安全生产法的规定。​

5.2契合相关法规要求，细化技术落地准则​

契合《贵州省人民政府关于全面加强磷石膏综合利用推动磷化工产业绿色发

展的意见》：此意见旨在推动磷石膏无害化处理与综合利用，控制环境污染。技

术规范需紧密围绕其要求，在磷石膏预处理环节，明确无害化处理流程，去除杂

质，降低有害物质含量；在综合利用方面，优化充填技术，提高磷石膏利用率，

如规定合适的磷石膏与其他材料配比，确保既能满足充填性能要求，又能最大限

度消耗磷石膏，助力实现地方政府对磷化工产业绿色发展的目标。依据《一般工

业固体废物贮存和填埋污染控制标准》（GB18599-2020）：该标准规定了一般

工业固体废物包括磷石膏的贮存、填埋及替代处置（如充填利用）的环保要求。

半水磷石膏基膏体充填技术规范要参照其对选址、建设、运行等环节的规定，例

如在充填场地选址时，需考虑地质条件、与周边环境敏感区的距离等因素；在运

行过程中，要对可能产生的渗滤液、扬尘等污染物进行有效控制与处理，使其符

合污染控制标准。​

5.3与现行标准协同互补，完善行业标准体系​

与磷石膏相关产品标准协调：在《磷石膏》（GB/T23456-2018）中，对磷

石膏的分类、标记、要求、试验方法等进行了规范。半水磷石膏基膏体充填技术

规范在涉及磷石膏原料选用时，需参考该标准对磷石膏品质的要求，确保进入充

填流程的磷石膏符合相应等级标准，保障充填质量。同时，若充填后的磷石膏基

材料有其他用途（如部分用于建筑材料），还需与相关建筑材料标准（如《制品

用过硫磷石膏矿渣水泥混凝土》（JC/T2391-2017））协同，保证材料性能符合

多领域应用要求。与矿山充填相关标准配合：在《全尾砂膏体充填技术规范》等

矿山充填标准基础上，半水磷石膏基膏体充填技术规范要结合半水磷石膏特性，

进一步细化和补充相关内容。例如，针对半水磷石膏水化速度快、胶凝性能特殊

等特点，在充填料浆制备、输送及充填工艺控制等方面，制定更具针对性的技术

指标与操作规范，与通用的矿山充填标准相互配合，共同完善矿山充填领域的标

准体系，为行业提供更全面、精准的技术指导。

4

六、标准主要内容说明

本规范规定了半水磷石膏基膏体充填原料构成及储存要求，规定了半水磷石

膏基膏体充填工艺要求、半水磷石膏基膏体充填技术要求及其检测方法。

本规范适用于半水磷石膏基膏体充填材料在磷矿等矿山充填采矿中的应用，

可供矿山企业参考。

七、分歧意见的处理过程、依据和结果

暂无！

八、采用国际标准或国外先进标准情况

说明采用相关标准程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与

测试的国外样品、样机的有关数据对比情况。

8.1采用相关标准程度

半水磷石膏基膏体充填技术规范在编制过程中，高度重视对现行相关标准的

借鉴与融合，力求构建全面且科学的技术体系。在磷石膏原料选用环节，严格参

照《磷石膏》（GB/T23456-2018）标准，对磷石膏的等级划分、杂质含量限制、

物理化学性能指标等进行把控，确保进入充填流程的磷石膏符合相应品质要求，

为后续充填体性能奠定基础。例如，规范明确规定用于膏体充填的磷石膏需达到

GB/T23456中二级及以上标准，以保障其胶凝性能及稳定性。

在充填作业的环保要求方面，紧密贴合《一般工业固体废物贮存和填埋污染

控制标准》（GB18599-2020）以及《贵州省磷石膏无害化处理、综合利用和暂

存污染控制技术规范(试行)》等标准规范。从充填场地选址、建设，到运行过

程中的渗滤液处理、扬尘控制、固废排放管理等，均严格遵循相关标准的量化指

标与操作流程，实现充填作业全过程的环保合规。如在场地防渗设计上，依照GB

18599要求，采用双层人工合成材料防渗衬层，确保防渗效果达到行业顶尖水平，

有效防止磷石膏中有害物质渗漏污染土壤与水体。

在充填料浆制备、输送及充填工艺控制等核心环节，参考《全尾砂膏体充填

技术规范》（GB/T39489-2020）中的部分通用技术准则，并结合半水磷石膏特

性进行针对性优化。比如在料浆浓度、输送压力与流速控制上，借鉴GB/T39489

的基础公式与调控方法，同时针对半水磷石膏水化快、粘性特殊等特点，调整参

数范围与控制策略，形成独特且高效的半水磷石膏基膏体充填工艺标准，确保

充填料浆能稳定、精准地输送至充填地点，并在充填后迅速凝结，形成高强度、

高稳定性的充填体。

8.2与国际、国外同类标准水平对比

（1）技术创新性领先

国外在磷石膏充填领域，部分国家虽有相关技术与标准，但多集中于二水磷

石膏充填，对于半水磷石膏基膏体充填技术研究起步晚于我国。以欧美部分矿业

发达国家为例，其传统充填标准侧重水泥基或二水磷石膏与水泥混合基充填材料，

对于半水磷石膏自胶凝特性的挖掘与利用尚处于探索阶段。而我国半水磷石膏

基膏体充填技术规范，依托大量科研成果与实践经验，率先明确半水磷石膏在不

5

同预处理条件下的胶凝性能变化规律，创新性地开发出系列预处理与改性工艺，

将半水磷石膏独特的自胶凝优势充分发挥，使充填材料成本大幅降低，且性能超

越传统充填材料，在技术理念与工艺创新上走在国际前沿。

（2）环保指标更严苛

在全球日益重视环保的大背景下，半水磷石膏基膏体充填技术规范在环保指

标设定上对标国际先进水平，并结合我国实际环境承载能力进一步优化。与国际

上一些宽泛的固废充填环保标准相比，我国规范对磷石膏中重金属、氟化物等有

害物质的浸出限值要求更为严格。如在对铅、汞等重金属浸出浓度限制上，比部

分国际标准低1-2个数量级；在氟化物浸出控制方面，不仅设定了更低的浓度

阈值，还对其在不同环境介质中的迁移转化提出监测与防控要求，从源头到终端

全流程保障充填作业的生态安全，最大程度降低对周边环境的潜在风险，展现出

我国在磷石膏充填领域对环境保护的高度责任感与前瞻性规划。

（3）资源综合利用率高

国外部分磷石膏充填标准在资源综合利用方面，多关注充填材料本身对磷石

膏的消耗，忽视了与上下游产业的协同及整体资源循环利用。半水磷石膏基膏体

充填技术规范以“矿化一体”为导向，构建了从磷化工生产源头到矿山充填应

用的全产业链资源综合利用体系。通过规范磷化工生产过程中磷石膏的产出质量

与特性，使其更好适配充填需求；在充填环节，充分利用半水磷石膏胶凝性，减

少其他辅助材料使用，提高磷石膏在充填料浆中的占比，部分项目可达70%-

80%，远高于国际平均水平。同时，注重充填后矿山生态修复与土地复垦，将充

填作业与资源开采、生态保护紧密结合，实现资源高效循环利用与生态环境可持

续发展的双赢，整体资源综合利用水平在国际上处于领先地位。

8.3与测试的国外样品、样机数据对比

磷石膏充填国外应用较少，国内具备工业应用基础，但多基于无胶凝活性的

二水磷石膏或其烘干副产品开展研究，同时以水泥作为充填胶凝材料。本项目首

次将磷化工固体废料半水磷石膏制备成低成本（仅40-60元/m3，较传统的水泥

基充填成本低50-70%）、快凝早强（3MPa/3d）的矿山充填胶凝材料，可替代水

泥，实现磷矿山低成本安全高效充填。

受磷石膏自身性质影响，其充填料浆浓度往往偏低（50-60%），且泌水率

较高（＞5%），易沉降难以实现长距离输送。本项目填以通过对充填料浆流动

性、泌水性、沉降性等因素开展系统性研究，形成了改性半水磷石膏基膏体制备

与输送技术，制定了改性半水磷石膏基膏体管输性能的调控方法，实现了大流量

（150m3/h）、长距离（8km）复杂工况的膏体稳态输送与采空区充填。

其他采用充填采矿法的矿山，由于充填胶凝材料往往使用水泥或固化剂，需

要28d才能达到目标强度，导致矿山开采与充填等生产环节无法平稳衔接。本项

目通过革新磷矿地下采矿方法，优化矿房参数和采充工艺，使得二步骤矿房回采

时间由28d缩短至3-7d，磷矿资源回收率从50%提高至80~90%。

九、贯彻标准的措施建议

包括组织措施、技术措施等内容。

9.1强化政策引导与支持​

设立专项扶持资金：政府部门应设立针对半水磷石膏基膏体充填技术推广

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应用的专项资金。资金可用于支持企业开展技术研发，鼓励其对现有技术进行优

化升级，如研发更高效的磷石膏预处理设备，降低杂质去除成本；对采用该技术

规范进行生产的企业给予补贴，减轻企业因技术改造带来的资金压力，推动行业

整体技术水平提升，加速规范的广泛应用。​

制定税收优惠政策：出台税收优惠政策，对积极贯彻半水磷石膏基膏体充

填技术规范的企业，在企业所得税、增值税等方面给予减免。例如，对利用磷石

膏生产充填材料的企业，减免其因资源综合利用产生的相关税费，降低企业运营

成本，提高企业遵循规范的积极性，促进企业主动将技术规范融入日常生产经营。

​9.2推动技术培训与交流​

开展技术培训活动：由行业协会牵头，联合科研机构、高校以及技术领先企

业，定期组织针对半水磷石膏基膏体充填技术规范的培训活动。邀请技术专家

为企业技术人员、管理人员详细解读技术规范中的关键要点，如充填料浆的配比

控制、输送过程中的参数调节等，通过理论讲解与实际操作演示相结合的方式，

提高相关人员对技术规范的理解与应用能力。​

搭建技术交流平台：搭建线上线下技术交流平台，线上可利用行业论坛、专

业社交群组等，方便企业随时分享在贯彻技术规范过程中的经验与遇到的问题，

专家及时给予解答；线下定期举办技术研讨会、现场观摩会等活动，组织企业实

地参观技术规范执行良好的示范项目，如川恒公司的半水磷石膏充填矿山项目，

促进企业间相互学习，共同提升技术规范的贯彻水平。​

9.3加强监督管理与评估​

建立监督检查机制：政府相关职能部门应建立健全针对半水磷石膏基膏体

充填技术规范执行情况的监督检查机制。定期对企业进行检查，重点检查企业在

磷石膏预处理、充填料浆制备、充填作业等环节是否严格按照技术规范操作，对

违规企业依法进行处罚，督促企业落实技术规范要求，保障技术规范的权威性。

​开展效果评估工作：委托专业第三方机构对企业贯彻半水磷石膏基膏体充填

技术规范的效果进行评估。从资源利用效率、环境影响、经济效益等多维度进行

考量，如评估企业磷石膏综合利用率是否达到规范要求，充填作业对周边环境的

污染是否得到有效控制等。根据评估结果，为企业提供改进建议，推动企业持续

优化技术应用，提高技术规范的实施效果。​

9.3促进产学研深度合作​

鼓励联合研发项目：政府出台政策鼓励科研机构、高校与企业围绕半水磷

石膏基膏体充填技术规范开展联合研发项目。针对技术规范实施过程中的难点问

题，如进一步提高磷石膏的胶凝性能、优化充填体的长期稳定性等进行攻关。通

过产学研合作，将高校、科研机构的前沿技术与企业的实际生产需求相结合，为

技术规范的完善与推广提供持续的技术支持。​

共建产业技术创新联盟：推动企业、高校、科研机构共同组建半水磷石膏

基膏体充填产业技术创新联盟。联盟成员单位共享技术资源、人才资源，共同开

展技术标准的制定与修订，联合申报科研项目，加速科技成果转化应用，形成产

业技术创新合力，促进整个行业在技术规范框架下实现创新发展。​

9.4组织措施​

成立专项工作小组：企业内部应成立专门负责半水磷石膏基膏体充填技术

7

规范贯彻执行的工作小组。小组成员涵盖技术研发、生产运营、质量管控、安全

环保等多部门骨干人员，明确各成员职责，确保从技术研发到现场操作的各个环

节都有专人负责监督与落实。如技术人员负责解决充填技术难题，生产人员保障

充填作业按规范流程执行，质量管控人员严格把控磷石膏原料及充填料浆质量，

安全环保人员监督作业过程中的安全与环保措施落实情况。​

优化企业管理流程：围绕技术规范要求，对企业现有管理流程进行优化调整。

在磷石膏采购环节，制定严格的原料质量标准，确保进入生产环节的磷石膏符合

技术规范中对杂质含量、晶型等要求；在生产计划安排上，充分考虑充填作业的

连续性与稳定性，合理调配人力、物力资源；在绩效考核方面，将技术规范的执

行情况纳入员工与部门考核指标体系，对严格执行规范且表现优秀的团队和个人

给予奖励，对违规操作的进行相应处罚，以此强化员工对技术规范的重视程度，

保障规范在企业日常运营中得以有效实施。​

9.5技术措施​

优化磷石膏预处理工艺：根据技术规范对磷石膏原料的要求，持续优化预处

理工艺。采用化学沉淀、物理筛分等多种方法相结合，精准去除磷、氟等酸性杂

质，将F离子从游离态转化为难溶或不溶性固态，有效解决其对石膏促凝的负

面影响；通过控制反应温度、时间、添加剂等条件，实现对石膏晶型的精准调控，

确保获得胶凝性能优良的半水磷石膏，为后续充填作业奠定坚实基础。例如，在

磷石膏预处理车间安装自动化杂质检测设备，实时监测磷石膏杂质含量，根据检

测结果自动调整预处理工艺参数，保证预处理后磷石膏质量稳定达标。​

提升充填料浆制备与输送技术：在充填料浆制备环节，严格按照技术规范要

求控制半水磷石膏、添加剂、水等物料的配比，通过优化搅拌设备的转速、搅拌

时间等参数，确保料浆混合均匀、性能稳定。在输送过程中，根据充填距离、高

差等实际工况，选择合适的输送设备与输送工艺，如采用高压力、大流量的充填

泵，并对输送管道进行优化设计，减少输送阻力，防止料浆在输送过程中出现离

析、堵管等问题。同时，安装料浆输送监测系统，实时监测料浆的流量、压力、

浓度等参数，一旦出现异常及时报警并自动调整输送参数，保障充填料浆能够顺

利、稳定地输送至充填地点。​

十、其他应予说明的事项

在磷化工产业蓬勃发展与环保要求日益严苛的当下，半水磷石膏基膏体充填

技术凭借创新优势，为行业绿色转型注入强劲动力。基于此，建议申报团体标准，

以推动行业标准化进程迈向新高度。​

1.技术先进性层面​

现行部分团体标准所依据的技术原理与工艺相对陈旧，难以充分挖掘半水磷

石膏的特性优势。例如，部分团体标准在磷石膏预处理环节，对杂质去除与晶型

控制缺乏精准工艺标准，导致磷石膏品质参差不齐，影响最终充填效果。与之形

成鲜明对比的是，半水磷石膏基膏体充填技术规范通过创新研发，掌握了关键技

术参数。在杂质处理上，明确了针对磷、氟等酸性杂质的高效去除流程，能将氟

离子从游离态转化为难溶或不溶性固态，有效解决其对石膏促凝的负面影响；在

晶型控制方面，依据不同应用场景，精准调控工艺条件，确保获得胶凝性能优良

的半水磷石膏，从源头保障充填材料质量，为构建稳定、高效的充填体系筑牢根

基，其先进性远超现行部分团体标准，促使旧标准废止成为必然趋势。

8

2.环保合规性层面​

随着环保法规不断完善，对磷石膏处理与利用的环保要求持续提高。现行一

些团体标准在污染物控制、生态影响防范等方面，与最新环保法规存在脱节现象。

如在《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》（GB18599-2020）更新后，

部分团体标准未能及时参照新标准调整对充填场地选址、运行过程中渗滤液及扬

尘控制等规定，易导致实际生产运营违反环保法规。而半水磷石膏基膏体充填

技术规范紧密贴合最新环保法规，在选址环节充分考量地质条件、周边环境敏感

区距离等因素；在运行时，制定严格的污染物控制指标与处理流程，有效降低充

填作业对土壤、水体、大气的污染风险，保障生态环境安全，更符合当下环保合

规需求，旧团体标准已难以适应行业绿色发展大势，废止是顺应时代之举。

3.行业发展需求层面​

磷化工行业正朝着资源高效利用、产业协同发展方向加速迈进。现行部分团

体标准局限于单一技术环节或小规模应用场景，缺乏对全产业链的统筹考量，无

法满足行业规模化、集约化发展需求。例如在磷石膏综合利用方面，部分团体标

准仅关注充填环节，忽视了与磷化工生产、矿山开采等上下游产业的衔接，造成

资源浪费与协同障碍。反观半水磷石膏基膏体充填技术规范，以“矿化一体”

理念为引领，构建从磷石膏产生源头到矿山充填应用的全流程标准体系，促进磷

化工企业与矿山企业深度协同，提高资源综合利用率，推动产业升级。为更好地

发挥该技术规范对行业发展的引领作用，废止那些滞后的团体标准，统一行业标

准口径迫在眉睫。

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GRM

中关村绿色矿山产业联盟团体标准

T/GRMXX—2023

半水磷石膏基膏体充填技术规范

Tenicalspecificationforthehemihydratephosphogypsumbasepastefilling

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

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