充填采礦方法與充填技術(shù)

充填采礦方法與充填技術(shù)

王新民

中南大學(xué)資源與平安工程學(xué)院

二00九年十二月提綱充填法運(yùn)用現(xiàn)狀充填法開采方案充填資料及實(shí)驗(yàn)管道保送水力計算充填關(guān)鍵技術(shù)充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1運(yùn)用背景淺地表礦產(chǎn)資源逐漸開采枯竭采深劇增使開采環(huán)境更加嚴(yán)峻眾多礦床的開采條件復(fù)雜多變“三下〞和城鎮(zhèn)附近的礦床眾多大量開采廢料地表堆積污染嚴(yán)重政府對環(huán)境維護(hù)要求越來越高充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1運(yùn)用背景空場采礦法留設(shè)大量永久礦柱,資源損失量大崩落采礦法地表塌陷、災(zāi)禍和環(huán)境破壞嚴(yán)重充填采礦法將地表堆積廢料回填到井下，處置空區(qū)，大大提高回采作業(yè)平安程度，提高深部資源回收率30%，且處理地表堆積廢料呵斥的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色開采。充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1充填優(yōu)點(diǎn)支護(hù)巖層，控制地壓活動，維護(hù)地表地物改善礦柱受力形狀，最大限制回收資源保證平安回采有內(nèi)因火災(zāi)危險的高硫礦床控制深井開采巖爆，降低深部地溫保證露天和地下結(jié)合開采的平安消費(fèi)處置固體廢料，維護(hù)地表環(huán)境充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1開展歷程1985年，有色礦山充填法比重達(dá)19%1990年，有色礦山充填法比重達(dá)19.6%1997年至今，有色礦山充填法比重超越22.37%近年來，充填采礦法在非金屬礦山，如開陽磷礦、孫村煤礦、淮南煤礦等得到了廣泛運(yùn)用充填采礦法在國外，如加拿大、澳大利亞、印度、波蘭、法國、德國、瑞典、意大利、芬蘭、愛爾蘭、墨西哥、南非等國都等到了廣泛運(yùn)用開展歷程上世紀(jì)50年代以前，廢石干式充填60年代開場采用水砂充填70年代開場開展細(xì)砂膠結(jié)充填技術(shù)80~90年代開展高濃度全尾礦充填、膏體充填和廢石膠結(jié)充填等新技術(shù)充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1開展歷程砼充填水砂充填膠結(jié)充填以水泥作為膠結(jié)資料的膠結(jié)充填新型的膠凝資料的膠結(jié)充填細(xì)砂膠結(jié)充填塊石膠結(jié)充填全尾砂膠結(jié)充填膏體泵送充填高水膠結(jié)充填全砂土膠結(jié)充填赤泥膠結(jié)充填廢石干式充填充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1運(yùn)用現(xiàn)狀充填采礦法分類情況應(yīng)用實(shí)例上向水平分層充填法普通方式凡口鉛鋅礦、新橋硫鐵礦、康家灣鉛鋅礦、紅透山銅礦、澳大利亞芒特—艾薩礦和布羅肯—希爾鉛鋅礦、加拿大湯普森鎳礦、瑞典烏登鉛鋅礦點(diǎn)柱方式三山島金礦、鳳凰山銅礦、銅錄山硐礦、加拿大斯特拉思科納鎳礦、澳大利亞王島多爾芬白鎢礦進(jìn)路方式焦家金礦、小鐵山多金屬礦、金川二礦區(qū)、銅錄山銅礦、新城金礦、瑞典克里斯汀貝格礦和倫斯吐姆多金屬礦下向水平分層充填法普通方式應(yīng)用極少進(jìn)路方式金川龍首礦、二礦、武山銅礦、焦家金礦、招遠(yuǎn)金礦、黃沙坪鉛鋅礦、柏坊銅礦、磐石鎳礦、德國格倫德鉛鋅礦、拉梅爾斯貝格鉛鋅礦兩步驟回采空場嗣后充填法分段充填方式小鐵山多金屬礦、雞冠咀金礦、豐山銅礦、德國巴德—格德鉛鋅礦、愛爾蘭納范鉛鋅礦、俄羅斯諾德斯貝格礦階段充填方式安慶銅礦、銅錄山銅礦、凡口鉛鋅礦、開陽磷礦、錫礦山南礦、紅透山銅礦、澳大利亞芒特—艾薩礦運(yùn)用現(xiàn)狀分級尾礦充填高濃度全尾礦膠結(jié)充填廢石膠結(jié)充填膏體泵送膠結(jié)充填其它：磨砂膠結(jié)充填、赤泥膠結(jié)充填、高水固化膠結(jié)充填、天然砂膠結(jié)充填和干式充填充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1運(yùn)用現(xiàn)狀分級尾礦充填分級尾礦充填是中國礦山運(yùn)用最為廣泛的充填工藝，約在60余座礦山得到運(yùn)用，其保送濃度為65%~70％左右充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1運(yùn)用現(xiàn)狀全尾礦膠結(jié)充填自上世紀(jì)90年代初在凡口礦建成第一個全尾礦膠結(jié)充填系統(tǒng)后，先后在張馬屯鐵礦、銅綠山銅礦、武山銅礦、湘西金礦和南京鉛鋅礦等礦山運(yùn)用尾礦利用率85％以上，其中南京鉛鋅礦方案將全部尾礦充入井下，地表不建尾礦庫充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1運(yùn)用現(xiàn)狀廢石膠結(jié)充填成規(guī)模運(yùn)用廢石膠結(jié)充填的礦山有新橋硫鐵礦、豐山銅礦、銅坑錫礦和吉林鎳礦等部分運(yùn)用的礦山較多，如金川二礦、凡口礦和金山金礦等，主要利用井下掘進(jìn)廢石進(jìn)展膠結(jié)充填充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1運(yùn)用現(xiàn)狀膏體泵送膠結(jié)充填中國于1994年和2000年先后在金川二礦和銅綠山銅礦建成了膏體泵送充填系統(tǒng)，均采用德國泵山東湖田鋁土礦曾采用中國沈陽泵建成了赤泥膏體泵送充填系統(tǒng)充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1運(yùn)用現(xiàn)狀其它充填技術(shù)磨砂膠結(jié)充填已逐漸減少，目前成規(guī)模運(yùn)用的礦山主要有金川鎳礦、武山銅礦和建德銅礦赤泥膠結(jié)充填于20世紀(jì)90年代在山東湖田鋁土礦運(yùn)用勝利，并在山東萊蕪鐵礦開展了赤泥全尾礦膠結(jié)充填工業(yè)實(shí)驗(yàn)高水固化膠結(jié)充填成規(guī)模運(yùn)用的礦山主要有雞冠嘴金礦和焦家金礦充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1研討成果水泥替代品研討獲得艱苦突破充填骨料運(yùn)用范圍日益擴(kuò)展混凝土外加劑得到廣泛運(yùn)用充填體承載機(jī)理研討成果豐盛兩相流實(shí)際得到艱苦開展深井充填資料與技術(shù)研討廣泛管道磨損對策研討成果豐盛充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1充填法運(yùn)用現(xiàn)狀1開展趨勢大型化、機(jī)械化、盤區(qū)化、延續(xù)化開采無廢害化兩步驟回采嗣后充填法廣泛運(yùn)用充填實(shí)際及技術(shù)不斷開展充填設(shè)備、機(jī)械、監(jiān)測儀表更新充填法開采方案2典型方案凡口鉛鋅礦機(jī)械化上向程度分層充填法機(jī)械化下向程度分層充填法金川鎳礦VCR兩步驟回采嗣后充填法安慶銅礦兩步驟分段回采嗣后充填法新橋硫鐵礦開陽磷礦充填法開采方案2典型方案1機(jī)械化上向程度分層充填法任務(wù)面溜井運(yùn)輸平巷斜坡道充填體充填法開采方案2典型方案1機(jī)械化上向程度分層充填法劃分礦房和礦柱，先采礦房，后采礦柱礦房自下而上分層回采，依次充填以維護(hù)上下盤圍巖，并發(fā)明不斷上采的作業(yè)條件，礦房回采到最后一個分層時，進(jìn)展接頂充填礦柱在采完假設(shè)干礦房或全階段后，進(jìn)展回采機(jī)械化程度高，消費(fèi)才干大該法占我國充填法60%以上根本特征充填法開采方案2典型方案1機(jī)械化上向程度分層充填法IIIIIII-III-II井溜礦出天井6ma硐室底柱底柱充填體礦體充填體川脈川脈井天a炮孔溜井礦界a脫水井采場界限礦石線界8m8m40m川脈川脈D3tbD3tb川脈脫水井一分段二分段三分段四分段凡口盤區(qū)機(jī)械化上向程度分層充填采礦法充填法開采方案2典型方案1機(jī)械化上向程度分層充填法鑿巖：HS150X型上向接桿臺車裝藥：NT30/NBB150型井下裝藥車起爆：導(dǎo)爆索毫秒雷管非電復(fù)式網(wǎng)絡(luò)出礦：ST-311/2型3m3鏟運(yùn)機(jī)充填：灰砂比1:4的-3mm棒磨砂開采工藝充填法開采方案2典型方案1機(jī)械化上向程度分層充填法技術(shù)參數(shù)采場能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)采礦直接成本(元/t)充填成本(元/m3)資料年限327.39638823.50.397.260.225.7390.661994充填法開采方案2典型方案1機(jī)械化上向程度分層充填法適用于礦巖穩(wěn)定或圍巖穩(wěn)定性較差、礦體輪廓復(fù)雜、檔次高或稀貴礦體“三下〞、有內(nèi)因火災(zāi)危險的礦體及深部礦體運(yùn)用的回采方案多，機(jī)動靈敏，順應(yīng)多種開采技術(shù)條件的需求損失貧化率低方法評價充填法開采方案2典型方案1機(jī)械化上向程度分層充填法提高分層高度，節(jié)省輔助工時構(gòu)筑高強(qiáng)度人工砼底柱，取消留設(shè)礦柱運(yùn)用機(jī)械化盤區(qū)上向分層充填法回采礦巖中等穩(wěn)定以上的厚大富礦體尋求來源豐富且符合技術(shù)要求的充填資料研討制備簡單、保送方便、易于自動控制的充填工藝開展趨勢充填法開采方案2典型方案2機(jī)械化下向程度分層充填法金川六角形進(jìn)路充填法開采方案2典型方案2機(jī)械化下向程度分層充填法從上往下分層回采、逐層充填普通將分層劃分為進(jìn)路出礦回采每分層的回采、充填任務(wù)在上一分層人工假頂?shù)木S護(hù)下進(jìn)展開采礦石很不穩(wěn)定或礦石和圍巖均很不穩(wěn)定高檔次或價值礦石根本特征充填法開采方案2典型方案2機(jī)械化下向程度分層充填法金川二礦區(qū)機(jī)械化下向程度分層進(jìn)路充填法充填法開采方案2典型方案2機(jī)械化下向程度分層充填法鑿巖：COP1032HD液壓鑿巖臺車裝藥：PT45A裝藥車型井下裝藥車起爆：非電導(dǎo)爆管一次點(diǎn)火起爆出礦：928LHD型6.1m3鏟運(yùn)機(jī)充填：-3mm棒磨砂灰砂比1:4打底充填，1:6~1:8普通充填開采工藝充填法開采方案2典型方案2機(jī)械化下向程度分層充填法技術(shù)參數(shù)采場能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)采礦直接成本(元/t)充填成本(元/m3)資料年限6404004003.252.064.710.355.0616.431996充填法開采方案2典型方案2機(jī)械化下向程度分層充填法適用于礦巖均不穩(wěn)定，礦石破碎的檔次、價值高的礦體和地壓活動大，致使開裂的礦柱在完好的假頂〔砼或高配比的充填體〕下進(jìn)展作業(yè)，任務(wù)平安損失與貧化率低，普通礦石損失率為4%～5%，貧化率8%～10%方法評價充填法開采方案2典型方案2機(jī)械化下向程度分層充填法增大進(jìn)路斷面規(guī)格，變低進(jìn)路為高進(jìn)路采用新型人工假頂，改善構(gòu)筑工藝大力推行運(yùn)用無軌自行設(shè)備，大幅度提高勞動消費(fèi)率和消費(fèi)才干研制、研發(fā)新型充填資料及技術(shù),降低充填本錢開展趨勢充填法開采方案2典型方案3兩步驟分段回采嗣后充填法任務(wù)采場充填體柱充填法開采方案2典型方案3劃分礦房和礦柱，分兩步驟回采，先用分段空場法中深孔回采礦房，采后一次膠結(jié)充填，再回采礦柱非膠充填或不劃分礦房和礦柱延續(xù)回采，即回采任務(wù)空間暴露面積到達(dá)一定極限值時，充填空區(qū)控制地壓活動根本特征兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3兩步驟分段回采嗣后充填法ⅡⅠ-ⅠⅢ-ⅢⅡ-ⅡⅢⅢⅠⅠⅡ124356798-230m-180m新橋硫鐵礦兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3鑿巖：YGZ90液壓鑿巖機(jī)裝藥：BQF-50裝藥器起爆：導(dǎo)爆管毫秒雷管起爆出礦：30kW電耙充填：塊石嗣后充填(灰砂比1:15)開采工藝兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3技術(shù)參數(shù)采場能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)采礦直接成本(元/t)充填成本(元/m3)資料年限400501629.165150.274.2621.121996兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3兩步驟分段回采嗣后充填法開陽磷礦兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3鑿巖：YGZ90液壓鑿巖機(jī)裝藥：BQF-50裝藥器起爆：非電毫秒導(dǎo)爆管同排同段出礦：TORO400E、ST-6C鏟運(yùn)機(jī)出礦充填：磷石膏、黃磷渣嗣后充填開采工藝兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3技術(shù)參數(shù)盤區(qū)能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)采礦直接成本(元/t)充填成本(元/m3)資料年限10005078012.188100.4511.1895.09

2005兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3適用于礦體輪廓比較規(guī)那么的任何傾角、厚度的礦體，普通運(yùn)用于礦巖相對穩(wěn)定或礦巖不穩(wěn)定，人員不宜進(jìn)入空場作業(yè)的情況同時具有充填法和空場法優(yōu)點(diǎn)，礦石損失貧化較小，采場消費(fèi)才干和工人勞動消費(fèi)率高，充填本錢低方法評價兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案3大力推行無軌自行設(shè)備研制新型高效率深孔鑿巖機(jī)，盡量采用分段鑿巖，減少采切任務(wù)量大體積充填，利用膠結(jié)充填體的后期強(qiáng)度，配比設(shè)計時可節(jié)約水泥，且可利用多種充填骨料開展趨勢兩步驟分段回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案4VCR兩步驟回采嗣后充填法根本特征劃分礦房和礦柱，兩步驟回采，先一步采礦房，再二步采礦柱采用大直徑深孔崩落落礦大階段高度回采，階段高度達(dá)120m以上，設(shè)輔助中段，高度60m一步采尾砂嗣后膠結(jié)充填，二步采尾砂非膠結(jié)充填充填法開采方案2典型方案4VCR兩步驟回采嗣后充填法安慶銅礦高階段大直徑深孔崩礦嗣后充填法充填法開采方案2典型方案4鑿巖：Sinba-261型潛孔鉆裝藥：礦渣堵孔、乳化炸藥不耦合裝藥崩礦：大直徑炮孔分層微差爆破崩礦出礦：SCT-5C型鏟運(yùn)機(jī)充填：尾砂膠結(jié)〔325號水泥1:4~12,質(zhì)量濃度72%〕與尾砂非膠結(jié)交替開采工藝VCR兩步驟回采嗣后充填法充填法開采方案2典型方案4VCR兩步驟回采嗣后充填法技術(shù)參數(shù)采場能力(t/d)鑿巖效率(m/臺班)出礦效率(t/臺班)采切比(m/kt)損失率/%貧化率/%炸藥單耗(kg/t)充填成本(元/m3)資料年限900303009.1615150.30120~1302008充填法開采方案2適用于礦體輪廓比較規(guī)那么的傾至極傾中厚至厚大礦體鑿巖、裝藥在硐室內(nèi)進(jìn)展，平安性程度高高階段大直徑深孔爆破集中出礦，效率高采礦本錢低鑿巖技術(shù)要求高、爆破本錢高、礦石損失貧化相對較大方法評價典型方案4VCR兩步驟回采嗣后充填法新型充填資料充填資料及實(shí)驗(yàn)3粉煤灰、磷石膏、煤矸石、黃磷渣、跳汰砂、鋼渣等本課題組研討成果新橋硫鐵礦、開陽磷礦、頂峰礦業(yè)公司、華泰礦業(yè)公司、孫村煤礦、淮南煤礦、焦家金礦、康家灣鉛鋅礦、金川集團(tuán)等新型充填資料充填資料及實(shí)驗(yàn)3粉煤灰粉煤灰是具有一定活性的火山灰質(zhì)資料活性成分AI2O3占45%~60%、SiO2占20%~30%具有潛在膠凝特性，可作為水泥的替代品改善料漿保送特性，提高后期強(qiáng)度，降低水泥耗費(fèi)多個礦山新型充填資料充填資料及實(shí)驗(yàn)3磷石膏多作建筑資料和水泥緩凝劑粒顆較細(xì)，且有緩凝作用，不是理想的充填骨料粉煤灰可以改善其性能，后期強(qiáng)度大，有利于嗣后充填引薦水泥:粉煤灰:磷石膏1:1:6~1:1:8，質(zhì)量濃度60%~63%，強(qiáng)度達(dá)2Mpa開陽磷礦新橋硫鐵礦新型充填資料充填資料及實(shí)驗(yàn)3煤炭開采、洗選加工過程中排放的廢棄物SiO2含量達(dá)50%以上，具有一定的散體強(qiáng)度，是較好的充填骨料引薦水泥:粉煤灰:煤矸石1:4:15，質(zhì)量濃度70%~72%，7d強(qiáng)度高于0.7Mpa煤矸石孫村煤礦淮南煤礦新型充填資料充填資料及實(shí)驗(yàn)3黃磷消費(fèi)過程中的水淬渣粒級細(xì)，浸透系數(shù)小，具有緩凝作用，非理想充填骨料SiO2、Al2O3含量達(dá)39.90%和2.99%，具有一定潛在膠結(jié)性能，需用石灰作激發(fā)劑引薦水泥:黃磷渣:磷石膏1:4:10，質(zhì)量濃度60%，強(qiáng)度2.26Mpa黃磷渣開陽磷礦新型充填資料充填資料及實(shí)驗(yàn)3跳汰砂跳汰砂粒度大，管輸性能差，易堵管且磨損嚴(yán)重，呵斥水泥離析，不是理想的骨料尾砂料度較小，與跳汰砂混合后，改善了骨料粒級組成，骨料本身強(qiáng)度得到提高，充填體強(qiáng)度也大大提高，引薦尾砂75%、跳汰砂25%引薦水泥:煤灰:混合骨料1:2:6，質(zhì)量濃度68%，28、60d強(qiáng)度1.57、2.37MPa，降低水泥耗量26%頂峰礦業(yè)新型充填資料鋼渣鋼渣中含玻璃質(zhì)的活化成分，有利于提高膠結(jié)體強(qiáng)度密度大，易沉淀，經(jīng)過添加粉煤灰、并提高濃度，有望改善引薦鋼渣粒徑小于5mm，0.0075mm以下不高于25%，水泥:粉煤灰:鋼渣1:8:15，質(zhì)量濃度70%~72%，強(qiáng)度達(dá)2.92Mpa華泰礦業(yè)充填資料及實(shí)驗(yàn)3充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3〔1〕用比重瓶法測試比重；〔2〕采用小型相對密度儀測定容重；〔3〕依〔1〕、〔2〕結(jié)果計算孔隙率；〔4〕采用三聯(lián)式固結(jié)儀測定固結(jié)〔緊縮〕性；〔5〕用卡敏斯基管測定浸透系數(shù)；〔6〕采用粗篩和比重分析結(jié)合測定物料級配；〔7〕采用D=20cm的圓盤休止角儀測定干狀樣品和水下樣品兩種形狀下的休止角。物理性能測試充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3采用原子吸收法、鉬藍(lán)光度法、EDTA滴定法、EDTA容量法、電位法、返滴定法等?；瘜W(xué)性能測試充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3模具預(yù)備采用7.07×7.07×7.07cm3規(guī)范三聯(lián)試模，為便于拆模，事先在模具內(nèi)涂抹一層光滑油。物料計量固體物料用案秤或電子秤、水用量筒計量。制漿根據(jù)質(zhì)量濃度要求，參與稱量好的水，充分?jǐn)嚢杈鶆?，?qiáng)力攪拌構(gòu)成均勻充填料漿。配比實(shí)驗(yàn)充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3配比實(shí)驗(yàn)?zāi)＞咄坑臀锪戏Q量料漿混合試塊制造充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3試塊刮平與脫模模具澆注滿后，讓其自然沉降，待初凝后〔3~4d〕，將試塊刮平，試塊初步自立后〔4~5d〕，進(jìn)展脫模。養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)箱溫度18℃、濕度85%配比實(shí)驗(yàn)試塊刮模試塊養(yǎng)護(hù)充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)萬能壓力測試機(jī)WDW-2000結(jié)果曲線抗拉強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)?zāi)枅A充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3坍落度越大，流動性能越好，但到達(dá)規(guī)定強(qiáng)度所需求的時間也越長，充填料漿的坍落度應(yīng)大于160mm。坍落筒高300mm，上、下口直徑100mm、200mm，上、下口要堅持平整光滑，以防止漏漿；將坍落筒放置在平整面上，將攪拌好的充填料漿倒入筒中，灌滿后將坍落度筒小心平穩(wěn)地垂直向上提起；量出坍落后拌和物試體最高點(diǎn)與筒的高度差〔以mm為單位，讀數(shù)準(zhǔn)確至5mm〕，即為該拌和物的坍落度S。流動性能測試充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3稠度是評價拌和物流動性和可塑性的重要目的之一，稠度大可以保證料漿在保送過程中處于完全懸浮形狀，有利于管道保送和減輕管道磨損；砂漿的稠度是用一定幾何外形和規(guī)范分量的圓錐體以其本身質(zhì)量自在地沉入沙漿混合物中沉入的厘米數(shù)來表示；稠度實(shí)驗(yàn)適用于確定配合比或施工過程中控制砂漿的稠度，以到達(dá)控制用水量的目的。流動性能測試充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3流動性能測試SC145型砂漿稠度儀坍落筒充填實(shí)驗(yàn)充填資料及實(shí)驗(yàn)3SEM是經(jīng)加速和聚焦的電子束在試樣外表按一定的時間、空間序列掃描，激發(fā)試樣產(chǎn)生各種物理信息；反響膠結(jié)充填體的微觀構(gòu)造和膠結(jié)機(jī)理。膠結(jié)機(jī)理測試水力計算管道保送水力計算4顆料靜水降速度vS顆粒在靜水中由于重力作用產(chǎn)生自在沉降，當(dāng)顆粒處于均速下沉?xí)r的速度定義為顆粒沉降速度vS；沉降速度越大，顆粒就越難懸浮，也就越難水力保送，反之亦然；顆粒的密度、粒徑、外形以及雷諾數(shù)等對其沉降速度有較大影響。水力計算管道保送水力計算4流態(tài)變化當(dāng)Re≤1〔層流運(yùn)動〕時，用斯托克斯公式固體顆粒密度水的密度固體顆粒直徑雷諾數(shù)水力計算管道保送水力計算4流態(tài)變化當(dāng)Re=2~500〔介流運(yùn)動〕時，用阿連公式當(dāng)Re>1000(紊流運(yùn)動)時，用牛頓-雷廷格公式水力計算管道保送水力計算4水力計算步驟知：固體物料的粒徑d、體重γk、濃度Cv，流量Qj，充填管路系統(tǒng)長度L、充填站及井下采場標(biāo)高Z1、Z2，所需管徑D。計算：水力坡度ij，泵送時，選擇泵及計算泵的電機(jī)功率。水力計算管道保送水力計算4水力計算步驟〔1〕計算臨界流速UL保送粗顆粒保送粗顆粒沉降速度水力計算管道保送水力計算4水力計算步驟〔2〕計算臨界管徑DL然后按DL選取略小的規(guī)范管徑D〔3〕查表或紊流圖選擇管路摩阻系數(shù)λ水力計算管道保送水力計算4水力計算步驟〔4〕求流速μ〔5〕求水力坡度：金川公式水力計算管道保送水力計算4水力計算步驟〔6〕求部分阻力hju部分阻力系數(shù)，可查表得〔7〕求總水頭漿體容重水體容重水力計算管道保送水力計算4水力計算步驟〔8〕選泵且求泵的電機(jī)功率綜合效率泵的型號按流量及總壓頭選擇保送技術(shù)充填關(guān)鍵技術(shù)5充填倍線表示料漿流動豎直段自然壓頭與沿程阻力關(guān)系保送技術(shù)5管道保送料漿的壓頭缺乏以抑制其沿程阻力損失，系統(tǒng)處于不能流動或堵管形狀料漿的壓頭正好平衡掉其沿程阻力損失，系統(tǒng)處于滿管流動形狀系統(tǒng)中料漿的自然壓頭過剩，垂直管段上部處于自在下落流動形狀。漿體容重水力坡度充填關(guān)鍵技術(shù)管道磨損研討5磨損機(jī)理非滿管流壓頭過剩L充填料漿自在落體區(qū)空氣砂漿交界面H2滿管保送區(qū)壓力分布Q(m3/h)H1料漿在空氣與砂漿交界面因碰撞產(chǎn)生宏大的沖擊壓力，導(dǎo)致管路的破裂充填關(guān)鍵技術(shù)5管道磨損研討磨損機(jī)理DEF料漿運(yùn)動軌跡G管道傾斜料漿撞擊料漿沿著D→E→F→G軌跡與管道壁撞擊磨擦呵斥磨損充填關(guān)鍵技術(shù)5變徑滿管流技術(shù)提高垂直管道安裝質(zhì)量降低料漿對管道的侵蝕采用耐磨性能好的管材和內(nèi)襯〔厚錳鋼，不用陶瓷管〕充填倍線小的礦山充填系統(tǒng)要進(jìn)展減壓在磨損率高的部位運(yùn)用丁字管或緩沖盒彎頭運(yùn)用中性水制備充填料漿并沖管管道磨損研討防治措施充填關(guān)鍵技術(shù)5滿管保送充填料漿Q(m3/h)壓力分布情況HL管道磨損研討防治措施1-7m直徑的儲料槽2-壓氣攪拌；3-內(nèi)徑2D的管道；4-彎管；5-根管段長2D立管；6-70°漸縮管；7-內(nèi)徑D的垂直管道；8-大半徑彎管；9-鵝頸管；10-內(nèi)徑2D的程度管581060°2346719自在下落情況磨損滿流情況磨損方式充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔反復(fù)永久修復(fù)技術(shù)取定向管鉆機(jī)安裝調(diào)試清洗鉆孔套管與巖體分別切割套管打撈切割套管擴(kuò)孔安裝管道固定管道②下充填管道①下外部套管工藝流程已勝利運(yùn)用于金川礦業(yè)充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔反復(fù)永久修復(fù)技術(shù)工藝流程取定向管鉆孔施工過程中，為保證鉆孔垂直度，在開口部分須安裝定向管，采用人工開挖方式取出鉆機(jī)安裝調(diào)試定向管取出后，即可安裝、調(diào)試鉆機(jī)清洗充填管分別切割之前要先清洗充填管，防止切割刀具下不去充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔反復(fù)永久修復(fù)技術(shù)工藝流程分別—切割—打撈〔關(guān)鍵技術(shù)〕1、分別的目的是利用巖芯鉆將鉆孔套管與周圍巖體或固井水泥分別，以利后續(xù)套管切割2、切割時，鉆桿尺寸一定要計算準(zhǔn)確，確保切割深度要小于分別深度，以便留設(shè)管道余頭，便于下次分別時分別鉆具容易套進(jìn)充填管3、切割完后，進(jìn)展打撈，打撈出管道后，再次進(jìn)展分別切割，直到破損鉆孔中的充填管道全部取出充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔反復(fù)永久修復(fù)技術(shù)工藝流程擴(kuò)孔整條管道取出后，根據(jù)設(shè)計荒孔直徑進(jìn)展擴(kuò)孔安裝管道首先安裝鉆孔套管，然后在套管內(nèi)不耦合安裝充填管道固定充填管道下好后，要用角鋼和槽鋼焊接將其固定，防止管道安裝出現(xiàn)偏斜充填關(guān)鍵技術(shù)5破損鉆孔反復(fù)永久修復(fù)技術(shù)金川施工現(xiàn)場充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研討5堵爆機(jī)理abc程度管內(nèi)料漿運(yùn)動形狀充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研討5堵爆機(jī)理料漿流速很小時，固體顆粒沉在管底不動，當(dāng)速度逐漸增大到某數(shù)值時，固體顆粒開場沿管底滑動、滾動或不延續(xù)騰躍運(yùn)動，如圖a所示；料漿流速度繼續(xù)增大時，固體顆粒處于快速騰躍或間歇性懸浮形狀，即固體顆粒時而在料漿流中，時而又沉入管底，如圖b所示；料漿流速度進(jìn)一步增大時，固體顆粒就處于完全懸浮形狀，并沿料漿流方向運(yùn)動，如圖c所示充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研討5堵爆機(jī)理堵塞水擊物理模型淤積堵塞v0h0L第一種為堵塞水擊呵斥爆管：即出流端或管路某部位瞬時淤塞，引發(fā)上游管道漿體產(chǎn)生壓力波水擊，引進(jìn)爆管。水擊波波速：充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研討5堵爆機(jī)理第二種為真空彌全水擊呵斥爆管：即豎直管和程度管銜接處因速度變化構(gòu)成負(fù)壓，產(chǎn)生真空彌合水擊，構(gòu)成很大的水擊附加壓強(qiáng)，且在此部位因反復(fù)真空作用，產(chǎn)生氣蝕，使其成為薄弱段L12bbaav2，P2v1，P1Z110Z2Z0真空彌合水擊物理模型充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研討5防治措施高分子溶液減阻在湍流的有機(jī)溶液中，溶解少量聚甲基丙烯酸甲脂等，其阻力大幅度地降低彈性膜減阻在剛性邊境上粘結(jié)一層彈性膜，以致在層流附面層發(fā)生渡動時，膜的外表產(chǎn)生同步渡動磁液體粘性減阻利用外加磁場把磁性液體堅持或固定在所需外表，在物體外表構(gòu)成可控的柔順磁性液體膜，使液體流過物體外表時，物體外表磁性液體膜與液體產(chǎn)生同步運(yùn)動而減阻充填關(guān)鍵技術(shù)堵爆管道研討5防治措施水環(huán)減阻在管壁處注入薄薄一層清水，構(gòu)成管壁處為清水，管道內(nèi)部為高濃度全尾砂的保送方式，用低粘度的流體部分置換高粘度流體，實(shí)現(xiàn)減阻氣環(huán)減阻在管道保送流體中摻入適量氣體，使氣體能依靠在管壁上構(gòu)成一層微的氣環(huán)，從而到達(dá)減阻作用振動減阻由于外部動力〔振動〕，引起流體界面動搖，從而到達(dá)減阻效果充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研討5深井高壓系統(tǒng)危害深井充填垂深大、倍線小、管壁所接受的靜壓增大，管道磨損更為嚴(yán)重，管道劇烈振動、擺動幅度大甚至猛烈破壞以釋放其能量，且壓力呵斥爆管景象也時有發(fā)生研討深井管道保送減壓實(shí)際與技術(shù)，對于保證深井充填平安，提高深井充填效率具有重要的實(shí)際意義和實(shí)踐運(yùn)用價值充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研討5儲砂池〔減壓池〕降壓系統(tǒng)減壓池充填料漿壓力分布情況壓力分布情況進(jìn)入采場經(jīng)過對垂直管道高度的限制，利用儲砂池將料漿的保送速度降為零，使料漿在分開儲砂池時耗費(fèi)完前段垂直管道中產(chǎn)生的能量而到達(dá)降壓的目的。充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研討5管道折返降壓系統(tǒng)充填料漿壓力分布情況壓力分布情況流入采場經(jīng)過限制垂直管道的長度、添加程度管長度來到達(dá)減壓的目的。由于料漿在分開中段程度管時，還有一定的速度，具備一定的能量，因此其減壓效果不如儲砂池降壓方法。充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研討5阻尼節(jié)流孔降壓流向壓力250249248水銀是一種對漿體流動產(chǎn)生約束的安裝。其中可以采用的型號為：厚板阻尼孔、薄板阻尼孔、噴嘴、文式管噴嘴和文式管等。漿體經(jīng)過阻尼孔安裝后壓力明顯降低。充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研討5滾動球閥門減壓料漿流向滾動球閥門〔RBV〕內(nèi)含有一組直徑大約為20mm的陶瓷球，均被裝入缸體中。然后在坑內(nèi)充填管線的不同位置安裝這些閥門。這種安裝將使?jié){體產(chǎn)生高壓力降，從而構(gòu)成充填料漿的滿管流動形狀。充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研討5孔狀節(jié)流管降壓將孔狀節(jié)流管套入充填管道內(nèi)，根據(jù)其耗費(fèi)的能量，調(diào)整相互之間的間距，使料漿的流動到達(dá)滿管流動形狀。充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研討5平安隔膜降壓充填料漿平安隔膜泥漿池充填料漿平安隔膜降壓系統(tǒng)表示圖金屬網(wǎng)式平安隔膜能夠的構(gòu)造在垂直管段中間的程度管道，可以分擔(dān)或耗費(fèi)部分靜壓頭，平安隔膜只是起到尾砂脫泥的作用，或者限制跑漿、或者用于管道排氣。充填關(guān)鍵技術(shù)深井減壓研討5緩沖盒彎頭降壓高壓管接頭垂直管同心異徑接頭高壓管高壓法蘭在充填管路中，彎頭是高度磨損區(qū)，彎管的磨損集中在外半徑一帶采用緩沖盒〔deadbox〕可防止這種磨損，用偏置分接點(diǎn)可簡化垂直管道到程度運(yùn)輸巷道的排出口緩沖盒的設(shè)計要使其直徑保證盒內(nèi)壁不接觸從給料管落下的高速砂漿，這樣可大大降低磨損率。充填關(guān)鍵技術(shù)典型充填系統(tǒng)5充填關(guān)鍵技術(shù)典型充填系統(tǒng)5充填關(guān)鍵技術(shù)典型充填系統(tǒng)5充填關(guān)鍵技術(shù)典型充填系統(tǒng)5充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦磷石膏膠結(jié)充填系統(tǒng)孫村煤礦煤矸石膠結(jié)充填系統(tǒng)新橋硫鐵礦廢石膠結(jié)充填系統(tǒng)金川二礦區(qū)膏體加壓泵送系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)穩(wěn)料倉皮帶運(yùn)輸機(jī)來自雙軸攪拌機(jī)活化攪拌機(jī)下至充填鉆孔自制打散機(jī)來自穩(wěn)料倉地表堆場雙軸攪拌機(jī)來自打散機(jī)充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)磷石膏供料線粉煤灰供料線水泥保送線供水線充填料漿制備及其保送線：打散破碎、振動放料、雙軸攪拌、強(qiáng)力活化攪拌五條消費(fèi)線充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)采場充填與管道布置表示圖充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)采場充填隔離墻架設(shè)表示圖無縫接頂充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)平均充填才干達(dá)40~42m3/a，采場消費(fèi)才干約500t/d，盤區(qū)達(dá)20～25萬t/a打散破碎技術(shù)使磷石膏利用率達(dá)100%，利用磷石膏12萬t/a振動放料技術(shù)，處理了磷石膏和粉煤灰在放料過程中的結(jié)拱景象，確保延續(xù)均勻地供料運(yùn)用效果充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)雙軸攪拌和強(qiáng)力活化攪拌使料漿混合均勻、呈似膏體狀、流動性好、不離析、脫水量少采用磷石膏料漿與廢石交替綜合嗣后充填工藝，充填效果好節(jié)約磷石膏建庫費(fèi)120萬元/a，勝利回收用砂壩礦公路下2262萬t保安礦量運(yùn)用效果充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)礦石回收率從原先的70%提高到82.67%，貧化率小于6%有效維護(hù)地表環(huán)境系統(tǒng)基建投資僅700萬元左右，為傳統(tǒng)膏體充填系統(tǒng)的1/10，運(yùn)用砂壩礦獲得直接經(jīng)濟(jì)效益數(shù)億元運(yùn)用效果充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5開陽磷礦系統(tǒng)推行運(yùn)用推行運(yùn)用情況：在用沙壩礦、馬路坪礦、青菜沖礦和新橋硫鐵礦等推行運(yùn)用推行運(yùn)用前景：我國約有75%以上磷礦與開磷類似且積余磷化工廢料5億多萬噸，年產(chǎn)磷化工廢料6000多萬噸，推行技術(shù)潛在效益每年50億元以上充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5孫村煤礦系統(tǒng)水泥水泥罐車壓氣卸料水泥倉星型給料機(jī)煤矸石皮帶運(yùn)輸機(jī)煤矸石堆場電溜子緩沖漏斗圓盤給料機(jī)帶式保送機(jī)核子秤螺旋保送機(jī)沖板流量計攪拌桶水池井巷充填管路充填采場粉煤灰罐車壓氣卸料粉煤灰倉星型給料機(jī)螺旋保送機(jī)沖板流量計攪拌桶液化劑倉充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5孫村煤礦系統(tǒng)煤矸石山電溜子電溜子1＃皮帶保送機(jī)1＃皮帶保送機(jī)2＃皮帶保送機(jī)3＃皮帶保送機(jī)，來自篩分機(jī)不合格大塊前往破碎機(jī)破碎機(jī)篩分機(jī)2＃皮帶保送機(jī)篩分機(jī)4＃皮帶保送機(jī)，篩上料經(jīng)3＃皮帶保送機(jī)前往破碎機(jī)4＃皮帶保送機(jī)5＃皮帶保送機(jī)充填關(guān)鍵技術(shù)充填系統(tǒng)5孫村煤礦系統(tǒng)水泥倉粉煤灰倉煤矸石堆場煤矸石喂料倉圓盤給料機(jī)6#皮帶運(yùn)輸機(jī)水泥倉粉煤灰倉螺旋保送機(jī)下料口攪拌桶減水劑桶計量泵充填關(guān)鍵技術(shù)煤矸石干式充填構(gòu)筑擋墻表示圖煤矸石似膏體充填工藝表示圖充填系統(tǒng)5