矿山充填的解决方案主要包括以下几种:
一、胶结充填法
- 材料:碎石、河沙、尾砂、戈壁集料等作为骨料,与水泥等胶凝材料拌合成膏体或浆体。
- 输送方式:管道泵送或重力自流。
- 优点:充填后强度大,可用于埋藏深、地压大、围岩不稳固的中厚以上矿体。
- 缺点及改进:水泥在胶结充填成本中占比较高。因此,寻找水泥替代品成为降低充填成本的关键途径,冶炼厂水淬炉渣、火力发电厂粉煤灰以及铝厂赤泥等材料都被证实具有良好的水泥替代性能。特别是粉煤灰,它不仅能够部分替代水泥降低充填成本,还能改善浆体流动性和悬浮性。
二、高水速凝全尾砂胶结充填新工艺
- 材料:采用高水速凝材料与全尾砂浆混合制成充填料浆。
- 特点:充入采场后无需脱水,8小时内即可进行设备作业。
- 优点:基本解决了尾砂分级脱泥、井下脱排水以及采场接顶等技术难题,为全尾砂充填的利用提供了新的可能。
三、块石胶结充填新工艺
- 材料:井下掘进废石。
- 方式:废石直接充入采空区或采场,与水泥砂浆交替下料自然混合,构筑出强度接近混凝土的胶结充填体。
- 优点:无需搅拌,充填效率高,工艺简单,显著降低了工人的劳动强度。
四、分级尾砂管道水力输送充填工艺
- 材料:分级尾砂。
- 输送方式:管道水力输送。
- 优点:技术成熟,适用于解决分级尾砂脱泥后堆库困难及尾砂分级工艺复杂的问题。
五、全尾砂充填技术
- 材料:全尾砂。
- 优点:
- 有助于解决尾砂堆放带来的环境污染问题。
- 能有效预防采空区地表塌陷,降低采空区的安全隐患。
- 技术成熟、安全性高、施工难度小、施工周期短以及投资经济。
- 节约土地资源,减少二次污染,为矿山环境治理提供了有效的解决方案。
六、其他创新充填材料与技术
- 无机自发泡充填材料:完全无机材料,阻燃抗静电,不燃烧也不助燃。采用了创新性的发泡技术,实现了无机材料常温化学自发泡及常温固化,价格低、不放热、安全性好,符合轻质、密封、高效、环保的要求。
- 泡沫轻质土:具有输送方便、流动性好、价格便宜等优势,利用不同级配的尾矿矿粉和水泥进行配比,可以保持一定的强度,完全可以作为一种新型的充填体在煤矿采空区回填中使用。
- 煤矸石注浆充填:通过地面破碎、井下制浆、注浆,将煤矸石浆液注入采空区,实现对煤矸石井下注浆处置。
- 矸石粉煤灰固体废弃物采空区注浆充填:将固体废弃物如矸石、粉煤灰、建筑垃圾等,破碎制成一定级配,混合后通过胶带(或刮板)输送机运送至采空区进行充填。
七、充填采矿技术的综合应用
- 利用浮选后的全尾砂和重选碎石制备膏体充填料:回填下向充填进路,实现了无尾矿排弃到尾矿库。
- 无废料排弃矿山:已经出现了少数典型的无废料排弃矿山,这充分说明充填采矿技术的减排潜力巨大。
综上所述,矿山充填的解决方案多种多样,每种方案都有其特点和适用条件。在实际应用中,需要根据矿山的实际情况和充填需求选择合适的充填方案。