充填膠凝材料的發(fā)展與應(yīng)用

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1、黃金2008年第1期/第29卷采礦工程25GOLD充填膠凝材料的發(fā)展與應(yīng)用趙傳卿,胡乃聯(lián)(北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院)摘要:膠結(jié)材料是充填采礦技術(shù)中最為重要的因素,膠結(jié)材料的變化有時(shí)會(huì)引起采礦方法的變革;膠結(jié)劑作為膠結(jié)充填材料的主要材料之一,在礦山充填采礦工藝中占有重要地位。文中對(duì)主要的幾種礦山充填膠凝材料(如高水固結(jié)材料、赤泥膠結(jié)材料、礦渣膠結(jié)材料、全砂土固結(jié)材料、礦山尾砂固結(jié)材料等)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。膠凝材料將向縮短凝固時(shí)間、低成本、高強(qiáng)度、易輸送、易生產(chǎn)、工藝簡(jiǎn)單等方向發(fā)展,膠凝材料具有廣闊的研究、發(fā)展和應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:膠結(jié)充填采

2、礦;膠凝材料;發(fā)展與應(yīng)用中圖分類號(hào):TD853134文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1001-1277(2008)01-0025-05一,在礦山充填采礦工藝中占據(jù)了重要地位。充填體0引言固化時(shí)間及強(qiáng)度是影響采礦周期及損失貧化的重要充填采礦法具有損失率小、貧化率低、安全性高因素,充填成本的高低直接影響著礦山經(jīng)濟(jì)效益。所等優(yōu)點(diǎn),也是能有效控制礦山地壓活動(dòng)的采礦方法。以研究開發(fā)新的適合于礦山充填的膠結(jié)材料是國(guó)內(nèi)隨著采礦逐步向深部發(fā)展,地溫、地壓的增加,以及對(duì)外采礦界一直共同關(guān)注和研究的課題。環(huán)境、資源保護(hù)的不斷強(qiáng)化,人們?cè)絹碓阶⒅厝伺c自1充填材料概述然環(huán)

3、境的和諧發(fā)展,充填采礦法得到了更大的發(fā)展,[1]越來越多的礦山采用充填采礦方法。充填采礦法采礦經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,已使膠結(jié)膠結(jié)充填作為深井、復(fù)雜、特殊條件礦床的一種充填技術(shù)日臻完善,并獲得推廣應(yīng)用。在20世紀(jì)90行之有效的開采技術(shù),在世界上還只有半個(gè)多世紀(jì)的年代后充填技術(shù)成果主要體現(xiàn)在充填材料、充填工藝歷史。膠結(jié)充填技術(shù)以其特殊的工藝、突出的優(yōu)點(diǎn)、和充填體力學(xué)等方面。這里僅就充填材料的發(fā)展與可喜的前景而日益廣泛地被應(yīng)用。它能更充分地滿應(yīng)用情況作一詳細(xì)評(píng)述。足保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境、提高效益、保證礦山可持續(xù)研充填工藝與技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)歷了廢石干式充

4、填、發(fā)的要求。膠結(jié)充填經(jīng)歷了低強(qiáng)度混凝土膠結(jié)充填、分級(jí)尾砂和碎石水力充填、混凝土膠結(jié)充填、以分級(jí)低濃度尾砂膠結(jié)充填、全尾砂高濃度膠結(jié)充填、全尾尾砂和天然砂作為充填料的細(xì)砂膠結(jié)充填、廢石膠結(jié)砂膏體膠結(jié)充填、塊(碎)石膠結(jié)充填、高水速凝尾砂充填、高濃度全尾砂膠結(jié)充填和膏體泵送膠結(jié)充填的膠結(jié)充填、似膏體膠結(jié)充填等模式,每種模式都給充發(fā)展過程?？梢?膠結(jié)充填材料可隨著采礦充填工藝填技術(shù)帶來了巨大的進(jìn)步,甚至產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,有的的發(fā)展而發(fā)生變化。膠結(jié)材料在充填采礦中的作用可以說是采礦業(yè)的革命。每一種充填模式的誕生,都越來越大,其發(fā)展速度之快主要是近些年

5、的事情。是和充填材料(包括膠凝材料、惰性材料、各種物料)廢石干式充填采礦法、水砂充填采礦法主要應(yīng)用結(jié)合在一起的。于50～60年代為控制地壓活動(dòng)、防止地表下沉,所以隨著充填采礦技術(shù),特別是膠結(jié)充填采礦技術(shù)的比較初級(jí),也沒有用膠結(jié)充填材料。日益發(fā)展,使礦山許多復(fù)雜的技術(shù)問題得到了很好的20世紀(jì)60～70年代,應(yīng)用和開發(fā)尾砂膠結(jié)充填解決,在深部開采、保護(hù)地表、“采富保貧”、“三下開技術(shù)。在這一時(shí)期的膠結(jié)充填均為傳統(tǒng)的混凝土充采”、降低貧化率和損失率、防止內(nèi)因火災(zāi)、減緩巖爆填,即完全按建筑混凝土的要求及工藝制備和輸送膠發(fā)生、有效控制地壓活動(dòng)等方面發(fā)

6、揮了巨大的作用。結(jié)充填料。所以這一時(shí)期的膠凝材料就是建筑行業(yè)膠結(jié)材料是充填技術(shù)中最為重要的因素之一,膠用的水泥。70～80年代,細(xì)砂膠結(jié)充填材料的研究結(jié)材料的改變會(huì)引起充填技術(shù)的改變,也能引起采礦與應(yīng)用得到較大推廣與應(yīng)用。方法的變革;膠結(jié)劑作為膠結(jié)充填材料的主要材料之細(xì)尾砂膠結(jié)充填以尾砂、河砂、天然砂、棒磨砂收稿日期:2007-10-08作者簡(jiǎn)介:趙傳卿(1969—),男,山東臨朐人,高級(jí)工程師,北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院博士研究生,主要從事礦山管理與技術(shù)研究工作;北#京市海淀區(qū)學(xué)院路30號(hào),北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院394信箱,1

7、0008326采礦工程黃金等材料作為膠結(jié)骨料,膠結(jié)劑主要為水泥。開始應(yīng)用灰硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥等。硅酸鹽水泥的礦山主要有凡口鉛鋅礦、玲瓏金礦、焦家金礦等,以仍然是目前采礦工程中應(yīng)用最廣泛的膠凝材料。后也得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。凡以適當(dāng)成分的生料(氧化鈣64%～68%,氧化20世紀(jì)80～90年代,隨著采礦業(yè)的發(fā)展,原來硅21%～23%,氧化鋁4%～7%,氧化鐵3%～5%)的充填工藝已不能滿足回采工藝和進(jìn)一步降低采礦燒至部分熔融,所得的以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽成本或環(huán)境保護(hù)的需要,因而陸續(xù)研發(fā)了高濃度充水泥熟料,加入適量石膏和一定量的

8、混合材料,磨細(xì)填、膏體充填、廢石膠結(jié)充填、全尾砂膠結(jié)充填、高水制成的水硬性膠凝材料,稱為硅酸鹽水泥(也叫波特材料充填、似膏體充填等新技術(shù)。這個(gè)階段,充填膠蘭水泥)。凝材料也得到了