铁矿全尾砂胶结充填技术研究

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摘 要 分级尾砂充填系前些年采矿行业特别流行的一种矿山采空区充填技术，此技术的使用以对于矿山的开采而言起到了一定的促进作用，然而它给矿山开采带来了的不利影响也是不容忽视的。为了更好地促进矿山行业的发展，相关人员对于矿山采空区充填技术进行了深入的研究及分析，最终提出了一种新型的矿山采空区充填技术――全尾砂胶结充填技术。本文以全尾砂胶结充填为立足点，对其作用进行了深入的分析，并以山东金鼎矿业有限责任公司王旺庄铁矿为例对全尾砂胶结充填这一技术进行了全面的介绍。

关键词 铁矿；全尾砂；胶结充填；技术

中图分类号TD85 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）119-0205-02

多年前，人们在进行矿山采空区的充填时通常采用分级尾砂充填技术。分级尾砂充填技术即对尾砂先实施分级脱泥处理，如此充填体料浆在流入采场后便可以进行更有效的脱水，当然充填体的强度也能够得到较好地增强，所以，分级尾砂充填这一技术在西方国家矿山开采方面得到了广泛的运用，然而此技术却导致了充填材料来源不足情况的出现，而且其生产出来的细泥尾砂也加大了堆坝的难度，增大了尾矿库的创建成本。鉴于国民经济及技术的发展，全尾砂胶结充填这一全新的矿山充填技术便登上了历史的舞台。

全尾砂胶结充填系以未实施分级脱泥的全粒级尾砂充当充填材料，和适当比例的胶结材料及水混合，再经均匀混合之后注入井下采空区的一种新型充填技术。它的出现对于采矿行业的发展而言起到了特别大的促进作用。此种技术可以充分利用尾矿资源，达到铁矿无废开采的目的，当然它也是一种把尾砂当成远景资源埋藏在井下的技术。待技术经济成熟时，我们又可以对那些被埋藏于地下的尾砂进行二次开采，以促进国民经济的增长。

1 全尾砂胶结充填技术概述

全尾砂胶结充填系一种以物理化学及胶体化学为前提的矿山采空区充填技术，此种技术所使用的主要原料为尾砂浆，选择好原料之后，工作人员会使用浓密机及砂仓机对原料进行沉降及脱水，然后再把全尾砂与适当比例的水泥及水充分混合在一起通过相关的机器让其形成胶结充填料，最后再将能运送至采空区进行填充。至于尾砂的流量，加水的多少，水泥流速和充填材料浓度高低这些问题，我们都无需过多的担心，因为自动控制系统会对这些参数进行较好的控制。

2 全尾砂胶结充填技术作用

鉴于现代科技及工业生产的不断发展，我国对于矿产的需求量也逐年上涨。人们在进行矿山开采的过程中，由于不合理开采所导致的地表破坏及尾砂排放等问题给自然生态环境带来了特别不利的影响。为了更好地促进采矿行业的发展，从源头消灭由于铁矿开采而导致的环境及安全问题，全尾砂胶结充填技术开始带来了人们的生活之中，帮助矿业工作者进行矿山的开采。铁矿采空区全尾砂充填技术的作用主要有如下几点：

第一，铁矿采空区全尾砂胶结充填技术的使用有利于降低铁矿固体废料排放的比重，完成无尾化铁矿生产的目的；能够防止因尾砂的堆积而导致的工业占地情况的出现，可以减少尾矿库重地、维护及建设费用。除此之外，铁矿采空区全尾砂胶结充填技术的实话还能够有效地避免因铁矿的开采而造成的环境污染，其对于地表生态环境的保护而言具有举足轻重的作用。

第二，铁矿采空区全尾砂胶结充填技术的使用能够较好地避免岩层出现明显的移动，减小因铁矿的开采而导致的地表塌陷事故出现的几率，顺利完成“三下”安全开采及优先开采的目标，更好地确保矿产资源不被破坏，促进铁矿开采的可持续发展。

第三，铁矿采空区全尾砂胶结充填技术的使用能够对地压及部分岩尾片落破坏进行有效地控制，提升铁矿回采作业的安全性，降低铁矿采场冒顶事故出现的几率，同时还能够较好地缓解工作人员在进行深井开采时因岩石爆炸而带来的安全隐患。

第四，铁矿采空区全尾砂胶结充填技术的使用能够安全地对残矿实施回采，进而提升铁矿开采的矿石加采率，最终达到提升矿山经济效益的目的。

3铁矿采空区全尾砂充填技术的实例运用

1）应用对象：王旺庄铁矿

2）概述

王旺庄铁矿隶属于山东金鼎矿业有限公司，该铁矿的生产水平为80万吨/年，从2002年开始创建，于2007年投产，2010年达产。经公司董事会商议下作出如下决定：于2013年将王旺庄铁矿出铁量扩增至200万吨/年。

自2007年投产至2011年，王旺庄铁矿共出产矿量为277吨，其采空区面积则为64m3。开采初期，鉴于充填设施不完善，开采的过程中，工作人员根本就没有依据80万吨对开采空进行合理的充填，这便造成了充填能力赶不上采矿能力情况的出现。此种情况的出现对于矿山的安全生产而言所起的作用是特别不利的，同时它也给王旺庄铁矿以后的开采工作带来了特别大的安全隐患。2013年，山东金鼎公司于王旺庄铁矿附近购买了一块地，准备将其作为该铁矿的通风井充填场地，以更好地满足王旺庄铁矿采空区充填需要。

3）基本方案

王旺庄铁矿对于自身采空区所使用的充填方法为全尾砂胶结充填技术。全尾砂系此技术充填的关键材料，该铁矿所使用的尾砂为金岭铁矿储存的全尾砂，当然该铁矿还使用了该公司独有的胶固粉充当胶凝材料。该技术全过程如下：全尾砂通过皮带进行运输，电子皮带秤会对全尾砂的重量实施自动化计量，胶固粉凭借料仓存储，经由螺旋输送机及螺旋计量秤进行全自动计量配比，此充填系统在经双轴搅拌机及高效搅拌机组成的双重搅拌之后，配制好的充填料浆再通过充填钻孔和敷设管道输送至需要充填的部位。

4）结果

在使用全尾砂充填技术进行采空区充填之后，王旺庄铁矿于2013年成功将出铁量扩增到了200万吨/年，同时其也实现了充填能力与采矿能力同步发展的想法，促进了铁矿开采的可持续发展。

4结论

对社会经济的持续发展来说，铁矿资源的开采所具有的作用是特别巨大的。怎样实现铁矿资料的可持续开采，不但是当下铁矿开采相关工作人员必须研究的关键课题，同时也是铁矿绿色开采系统中不可或缺的一部分。全尾砂胶结充填技术的实施给铁矿的可持续发展带来了新的希望，同时它对于我国经济的增长而言所起的作用也是不容小觑的。

参考文献

[1]孙恒虎，黄玉程.当代胶结充填技术[M].北京：冶金工业出版社，2002.

[2]周爱民.矿山废料胶充填[M].北京：冶金工业出版社，2010.

[3]杨殿.金属矿床地下开采[M].长沙：中南大学出版社，1999.