CN117823222A - 一种矿山采空区尾矿胶结充填方法 - Google Patents
一种矿山采空区尾矿胶结充填方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117823222A CN117823222A CN202410011909.0A CN202410011909A CN117823222A CN 117823222 A CN117823222 A CN 117823222A CN 202410011909 A CN202410011909 A CN 202410011909A CN 117823222 A CN117823222 A CN 117823222A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- filling
- metered
- goaf
- bentonite
- cementing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000011049 filling Methods 0.000 title claims abstract description 234
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 168
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 56
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims abstract description 47
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 44
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 64
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 21
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 17
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 9
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 9
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 7
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 7
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 239000003469 silicate cement Substances 0.000 claims description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 5
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010882 bottom ash Substances 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 229940092782 bentonite Drugs 0.000 description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 11
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- 229910000281 calcium bentonite Inorganic materials 0.000 description 3
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical group O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 description 3
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- -1 and sometimes Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，该方法首先将粉煤灰和煅烧膨润土的混合物、浓缩后尾矿和掺合料加入经计量的水混合制得充填一段料；然后在井下开掘充填二段料制备硐室，充填二段料制备硐室设置搅拌槽，将充填一段料通过管路输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中并进行计量，向搅拌槽中投放经计量的胶凝材料、经计量的外加剂和经计量的调节水，进行强力活化搅拌制得充填二段料，最后将制备好的充填二段料通过充填泵和充填管路输送至采空区进行充填，本发明能够满足充填材料输送的流动性要求、消除泌水和离析现象，增大采空区充填的充实率、增大充填体强度、减少冲洗管路的次数和用水量，且无需抽排至地表。
Description
技术领域
本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种矿山采空区尾矿胶结充填方法。
背景技术
矿产资源井开采产生数量众多、规模巨大的采空区，严重威胁生产安全、造成地面塌陷和地下水环境破坏。选矿产生的巨量尾矿因利用率低而大部分就近排放，大量占用土地，严重污染环境并可能产生滑坡等地质灾害。为解决采空区和尾矿两方面问题，现有的方法主要是：将尾矿添加胶凝材料，有时还添加外加剂和掺合料，混合并加水搅拌制成充填料浆，通过管路输送至采空区进行充填，形成具有一定强度的充填体维护围岩稳定。充填料浆的流动性和充填体的强度之间存在矛盾，料浆输送需具备一定的流动性，需要加入足够的水，当前满足管路输送流动性要求的充填料浆固体质量浓度较高值为72％左右，继续增大浓度则输送困难，而此时充填料浆的固体体积百分比浓度以一般固体颗粒比重2.7计算仅为48.78％左右，其余51.22％的体积则被水占据。采空区充填体的强度要求比一般混凝土材料低很多，因此制备充填料浆时胶凝材料的用量相对少，水化反应需要的水也相对少。充填体内部未参与水化反应的水占据了空间并形成孔隙，降低了充填体强度，过量的水还使充填料浆泌水和离析，增大了管路输送的堵管风险，水泥等细颗粒易从充填体表面析出，进一步降低了充填体的整体强度。为了满足充填体的强度要求，工程实践中的常用方法是增加胶凝材料的用量，从而使充填成本大大增加，也有通过添加减水剂等外加剂的方式使充填料浆在满足流动性要求的前提下减少用水量，但这种作用是有限的，同时增加了成本。一般胶结充填工艺的充填体固化过程中都伴随体积收缩，使采空区充实率降低，充填体接顶难度较大,又因为是在地面充填站制备充填材料，胶凝材料在进入充填管路时已添加入充填材料，为了避免胶凝材料在充填管路内停留时间过长造成堵管，所以需要频繁用水对管路进行冲洗，冲洗水在井下收集后再抽排至地面，增加了工作难度，恶化了井下作业环境。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，能够满足充填材料输送的流动性要求、消除泌水和离析现象，增大采空区充填的充实率、增大充填体强度、减少冲洗管路的次数和用水量，且无需抽排至地表。
本发明的一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，包括以下步骤：
步骤1：煅烧膨润土的制备
将膨润土进行煅烧，煅烧温度为650℃～900℃，磨细后制得煅烧膨润土；
步骤2：尾矿浆的浓缩
对尾矿浆进行浓缩，浓缩后尾矿的固体质量浓度为60％～86％；
步骤3：充填一段料的制备
取经计量的粉煤灰与经计量的煅烧膨润土混合，取经计量的浓缩后尾矿，取经计量的掺合料；将粉煤灰和煅烧膨润土的混合物、浓缩后尾矿和掺合料加入经计量的水混合制得充填一段料；充填一段料中粉煤灰占固体总质量的5％～20％，煅烧膨润土占固体总质量的3％～15％，浓缩后尾矿占固体总质量的92％～65％，掺合料占固体总质量的0％～10％，粉煤灰、煅烧膨润土、浓缩后尾矿和掺合料为此多彼少的关系，实际制备时各成分的占比总和为100％，充填一段料的固体质量浓度为62％～71.5％；
步骤4：充填一段料的输送和充填二段料的制备
在井下开掘充填二段料制备硐室，充填二段料制备硐室设置搅拌槽；将充填一段料通过管路输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中并进行计量，向搅拌槽中投放经计量的胶凝材料、经计量的外加剂和经计量的调节水，进行强力活化搅拌制得充填二段料；胶凝材料占充填二段料固体总质量的5％～20％，外加剂占充填二段料固体总质量的0％～5％，充填二段料的固体质量浓度为72.5％～77％；
步骤5：采空区充填
充填二段料制备硐室的搅拌槽中设置有充填泵，充填泵连接有至采空区的充填管路，将制备好的充填二段料通过充填泵和充填管路输送至采空区进行充填。
所述的步骤1中，膨润土为钠基、钙基、镁基、铝基膨润土，或几种膨润土的过渡类型或混合物。
所述的步骤2中，尾矿浆的浓缩方法可以是重力浓缩、高频振动脱水、真空脱水和机械压滤脱水的一种或几种的组合。因为制成最终充填材料的过程分为两个阶段，制备充填二段料时需要一定量的水参与，因此制备充填一段料时尾矿的固体质量浓度可以较一般胶结充填工艺低，因此可以减轻浓缩设备负担同时增大浓缩效率。
所述的步骤3中，掺合料为流化床飞灰、电厂炉底灰、炉底渣磨细粉、金属冶炼厂灰、金属冶炼厂渣的磨细粉、自燃煤矸石磨细粉、赤泥或火山灰中的一种或几种，其具有一定火山灰活性，同时具有能够改善级配条件、提高和易性的作用。
所述的步骤4中，胶凝材料为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥、各类水泥熟料、生石灰粉、熟石灰粉、石膏、脱硫石膏或水玻璃中的一种或几种的混合物，当为混合物时，混合比例为任意比。
所述的步骤4中，外加剂为具有速凝、早强等作用的外加剂。
本发明的一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，相比于现有技术，其有益效果为：
(1)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法可以降低地面充填站至井下输送充填材料的固体质量浓度要求，即可在较低的固体质量浓度条件下输送充填一段料，从而解决充填材料固体质量浓度高引发的管路输送困难问题；同时较低的固体质量浓度和没有胶凝材料使所需的冲管水少，且冲管水可以直接排入搅拌槽用作下次充填的浓度调节水。
(2)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法在材料中使用煅烧并磨细的膨润土，能够增加充填一段料的保水性和粘聚性，消除泌水和离析，使充填一段料在较低浓度条件下的各种固体颗粒均匀分布，避免大颗粒沉降引发的堵管现象。
(3)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法在材料中使用煅烧并磨细的膨润土，能够使充填体在形成过程中体积膨胀，从而提高采空区的充实率和接顶效果，增加采空区围岩的稳定性。
(4)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法，膨润土的煅烧温度为650℃～900℃，可以增加膨润土的火山灰活性，也避免因煅烧温度过高使火山灰活性增加后又降低。
(5)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法在材料中使用粉煤灰，能够改善充填一段料的颗粒级配，提高充填一段料和后续浆体材料的和易性、增大流动性，同时具有一定的火山灰活性。
(6)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法在充填一段料中不加入胶凝材料，降低了因充填材料长时间停留在管路中发生胶凝作用而产生的堵管风险，充填一段料在管路内可停留较长的时间，使充填材料输送过程更容易控制。
(7)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法在井下开掘充填二段料制备硐室，充填一段料输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中，添加胶凝材料并进行强力活化搅拌后制成充填二段料充填至采空区。粉煤灰和煅烧并磨细的膨润土的火山灰活性在胶凝材料的作用下得到激发，能够提高充填体的强度。胶凝材料在充填二段料制备和输送过程中的水化时间短，使水化反应产生有强度的矿物结构的开始时间提前，完成水化反应的时间延长，从而提高了充填体强度。
(8)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法在井下开掘充填二段料制备硐室，充填一段料输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中，添加胶凝材料并进行强力活化搅拌后制成充填二段料充填至采空区，添加胶凝材料后较低固体质量浓度的充填一段料成为较高固体质量浓度的充填二段料。充填二段料的固体质量浓度可以达到72.5％～77％，固体体积百分比浓度达到49.4％～55.36％，比现有一般充填方法的固体质量浓度68％～72％高4.5％以上，固体体积百分比浓度高5.36％以上。充填体强度提高、泌水和离析现象消除。
(9)本发明的矿山采空区尾矿胶结充填方法在井下开掘充填二段料制备硐室，充填一段料输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中，添加胶凝材料并进行强力活化搅拌后制成充填二段料，因为内有粉煤灰和膨润土成分，经活化搅拌的充填二段料的流动性和粘聚性得到提高，能够在较高浓度条件下输送至采空区并形成材质均匀的充填体。
附图说明
图1为本发明的一种矿山采空区尾矿胶结充填方法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：煅烧膨润土的制备
将钠基膨润土进行煅烧，煅烧温度为750℃，磨细后制得煅烧膨润土；
步骤2：尾矿浆的浓缩
对尾矿浆进行重力浓缩，浓缩后尾矿的固体质量浓度为66％；
步骤3：充填一段料的制备
取经计量的粉煤灰与经计量的煅烧膨润土混合，取经计量的浓缩后尾矿，将粉煤灰和煅烧膨润土的混合物、浓缩后尾矿混合制得充填一段料；充填一段料中粉煤灰占固体总质量的12％，煅烧膨润土占固体总质量的8％，浓缩后尾矿占固体总质量的80％，充填一段料的固体质量浓度为70.82％，充填一段料在该浓度条件下流动性好，无泌水和离析，各种固体颗粒均匀分布，输送方便安全；
步骤4：充填一段料的输送和充填二段料的制备
在井下开掘充填二段料制备硐室，充填二段料制备硐室设置搅拌槽；将充填一段料通过管路输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中并进行计量，向搅拌槽中投放经计量的硅酸盐水泥，进行强力活化搅拌制得充填二段料；硅酸盐水泥占充填二段料固体总质量的10％，充填二段料的固体质量浓度为72.95％；
步骤5：采空区充填
充填二段料制备硐室的搅拌槽中设置有充填泵，充填泵连接有至采空区的充填管路，将制备好的充填二段料通过充填泵和充填管路输送至采空区进行充填，充填二段料在采空区固化后形成充填体，充填体在固化过程中体积膨胀，不泌水和离析，28天强度可达3MPa以上，整体性良好。
实施例2
一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：煅烧膨润土的制备
将钙基膨润土进行煅烧，煅烧温度为850℃，磨细后制得煅烧膨润土；
步骤2：尾矿浆的浓缩
对尾矿浆进行重力浓缩和真空脱水，浓缩后尾矿的固体质量浓度为70％；
步骤3：充填一段料的制备
取经计量的粉煤灰与经计量的煅烧膨润土混合，取经计量的浓缩后尾矿，取经计量的金属冶炼厂渣的磨细粉；将粉煤灰和煅烧膨润土的混合物、浓缩后尾矿、金属冶炼厂渣的磨细粉加入经计量的水混合制得充填一段料，充填一段料中粉煤灰占固体总质量的10％，煅烧膨润土占固体总质量的5％，金属冶炼厂渣的磨细粉占固体总质量的5％，浓缩后尾矿占固体总质量的80％，充填一段料的固体质量浓度为71％，充填一段料在该浓度条件下流动性好，无泌水和离析，各种固体颗粒均匀分布，输送方便安全；
步骤4：充填一段料的输送和充填二段料的制备
在井下开掘充填二段料制备硐室，充填二段料制备硐室设置搅拌槽；将充填一段料通过管路输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中并进行计量，向搅拌槽中投放经计量的铁铝酸盐水泥和熟石灰粉，进行强力活化搅拌制得充填二段料，铁铝酸盐水泥占充填二段料固体总质量的7％，熟石灰粉占充填二段料固体总质量的7％、计算调节水量并加入搅拌槽中，充填二段料的固体质量浓度为73.5％；
步骤5：采空区充填
充填二段料制备硐室的搅拌槽中设置有充填泵，充填泵连接有至采空区的充填管路，将制备好的充填二段料通过充填泵和充填管路输送至采空区进行充填，充填体在固化过程中体积微膨胀，不泌水和离析，28天强度可达3.5MPa以上，整体性良好。
实施例3
一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：煅烧膨润土的制备
将钙基膨润土进行煅烧，煅烧温度为850℃，磨细后制得煅烧膨润土；
步骤2：尾矿浆的浓缩
对尾矿浆进行机械压滤脱水，浓缩后尾矿的固体质量浓度为86％；
步骤3：充填一段料的制备
取经计量的粉煤灰与经计量的煅烧膨润土混合，取经计量的浓缩后尾矿，取经计量的电厂炉底渣磨细粉，将粉煤灰和煅烧膨润土的混合物、浓缩后尾矿、电厂炉底渣磨细粉加入经计量的水混合制得充填一段料，充填一段料中粉煤灰占固体总质量的5％，煅烧膨润土占固体总质量的8％，电厂炉底渣磨细粉占固体总质量的3％，浓缩后尾矿占固体总质量的84％。充填一段料的固体质量浓度为71％，充填一段料在该浓度条件下流动性好，无泌水和离析，各种固体颗粒均匀分布，输送方便安全；
步骤4：充填一段料的输送和充填二段料的制备
在井下开掘充填二段料制备硐室，充填二段料制备硐室设置搅拌槽；将充填一段料通过充填管路输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中并进行计量，向搅拌槽中投放经计量的铝酸盐水泥和石膏，进行强力活化搅拌制得充填二段料，铝酸盐水泥占充填二段料固体总质量的8％，熟石灰粉占充填二段料固体总质量的8％。计算调节水量并加入搅拌槽中，充填二段料的固体质量浓度为74％；
步骤5：采空区充填
充填二段料制备硐室的搅拌槽中设置有充填泵，充填泵连接有至采空区的充填管路，将制备好的充填二段料通过充填泵和充填管路输送至采空区进行充填，充填体在固化过程中体积膨胀，不泌水和离析，28天强度可达4MPa以上，整体性良好。
实施例4
一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：煅烧膨润土的制备
将钠基膨润土进行煅烧，煅烧温度为850℃，磨细后制得煅烧膨润土；
步骤2：尾矿浆的浓缩
对尾矿浆进行机械压滤脱水，浓缩后尾矿的固体质量浓度为86％；
步骤3：充填一段料的制备
取经计量的粉煤灰与经计量的煅烧膨润土混合，取经计量的浓缩后尾矿，取经计量的电厂炉底渣磨细粉，将粉煤灰和煅烧膨润土的混合物、浓缩后尾矿、电厂炉底渣磨细粉加入经计量的水混合制得充填一段料，充填一段料中粉煤灰占固体总质量的8％，煅烧膨润土占固体总质量的8％，电厂炉底渣磨细粉占固体总质量的2％，浓缩后尾矿占固体总质量的82％。充填一段料的固体质量浓度为71％，充填一段料在该浓度条件下流动性好，无泌水和离析，各种固体颗粒均匀分布，输送方便安全；
步骤4：充填一段料的输送和充填二段料的制备
在井下开掘充填二段料制备硐室，充填二段料制备硐室设置搅拌槽；将充填一段料通过管路输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中并进行计量，向搅拌槽中投放经计量的硅酸盐水泥和熟石灰粉，进行强力活化搅拌制得充填二段料，硅酸盐水泥占充填二段料固体总质量的12％，熟石灰粉占充填二段料固体总质量的6％，计算调节水量并加入搅拌槽中，充填二段料的固体质量浓度为75.5％；
步骤5：采空区充填
充填二段料制备硐室的搅拌槽中设置有充填泵，充填泵连接有至采空区的充填管路，将制备好的充填二段料通过充填泵和充填管路输送至采空区进行充填，充填体在固化过程中体积膨胀，提高采空区充实率和接顶效果，不泌水和离析，28天强度可达5MPa以上，整体性良好。
以上所述，仅是本发明的最佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。
Claims (6)
1.一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：煅烧膨润土的制备
将膨润土进行煅烧，煅烧温度为650℃～900℃，磨细后制得煅烧膨润土；
步骤2：尾矿浆的浓缩
对尾矿浆进行浓缩，浓缩后尾矿的固体质量浓度为60％～86％；
步骤3：充填一段料的制备
取经计量的粉煤灰与经计量的煅烧膨润土混合，取经计量的浓缩后尾矿，取经计量的掺合料；将粉煤灰和煅烧膨润土的混合物、浓缩后尾矿和掺合料加入经计量的水混合制得充填一段料；充填一段料中粉煤灰占固体总质量的5％～20％，煅烧膨润土占固体总质量的3％～15％，浓缩后尾矿占固体总质量的92％～65％，掺合料占固体总质量的0％～10％，粉煤灰、煅烧膨润土、浓缩后尾矿和掺合料为此多彼少的关系，实际制备时各成分的占比总和为100％，充填一段料的固体质量浓度为62％～71.5％；
步骤4：充填一段料的输送和充填二段料的制备
在井下开掘充填二段料制备硐室，充填二段料制备硐室设置搅拌槽；将充填一段料通过管路输送至充填二段料制备硐室的搅拌槽中并进行计量，向搅拌槽中投放经计量的胶凝材料、经计量的外加剂和经计量的调节水，进行强力活化搅拌制得充填二段料；胶凝材料占充填二段料固体总质量的5％～20％，外加剂占充填二段料固体总质量的0％～5％，充填二段料的固体质量浓度为72.5％～77％；
步骤5：采空区充填
充填二段料制备硐室的搅拌槽中设置有充填泵，充填泵连接有至采空区的充填管路，将制备好的充填二段料通过充填泵和充填管路输送至采空区进行充填。
2.根据权利要求1所述的一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其特征在于，所述的步骤1中，膨润土为钠基、钙基、镁基、铝基膨润土，或几种膨润土的过渡类型或混合物。
3.根据权利要求1所述的一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其特征在于，所述的步骤2中，尾矿浆的浓缩方法可以是重力浓缩、高频振动脱水、真空脱水和机械压滤脱水的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其特征在于，所述的步骤3中，掺合料为流化床飞灰、电厂炉底灰、炉底渣磨细粉、金属冶炼厂灰、金属冶炼厂渣的磨细粉、自燃煤矸石磨细粉、赤泥或火山灰中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其特征在于，所述的步骤4中，胶凝材料为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥、各类水泥熟料、生石灰粉、熟石灰粉、石膏、脱硫石膏或水玻璃中的一种或几种的混合物，当为混合物时，混合比例为任意比。
6.根据权利要求1所述的一种矿山采空区尾矿胶结充填方法，其特征在于，所述的步骤4中，外加剂为具有速凝、早强等作用的外加剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410011909.0A CN117823222A (zh) | 2024-01-03 | 2024-01-03 | 一种矿山采空区尾矿胶结充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410011909.0A CN117823222A (zh) | 2024-01-03 | 2024-01-03 | 一种矿山采空区尾矿胶结充填方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117823222A true CN117823222A (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=90504021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410011909.0A Pending CN117823222A (zh) | 2024-01-03 | 2024-01-03 | 一种矿山采空区尾矿胶结充填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117823222A (zh) |
-
2024
- 2024-01-03 CN CN202410011909.0A patent/CN117823222A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103145354B (zh) | 一种无熟料复合型尾砂固结剂及其制备方法和应用 | |
| CN102887693B (zh) | 矿用充填固结粉及其用途 | |
| CN101792291B (zh) | 膨胀充填材料 | |
| CN110781587B (zh) | 利用低品质固废抗离析的废石充填料浆多目标优化方法 | |
| EP0988260A1 (en) | High pulp density, fast setting and high early strength backfill method and material | |
| CN110330243A (zh) | 一种无熟料尾矿充填新型胶凝材料 | |
| CN104016635B (zh) | 一种矿用沿空留巷用充填材料 | |
| CN102101788B (zh) | 赤泥基流体膨胀充填材料 | |
| CN110723952B (zh) | 提高充填接顶率的磷石膏基全固废充填料配比优化方法 | |
| CN106699078A (zh) | 一种煤矿早强型低成本充填材料及其配制方法 | |
| CN115180913B (zh) | 一种矿山采空区结顶充填用膨胀型全尾砂充填材料 | |
| CN101439954A (zh) | 磷石膏用于矿山采空区胶结充填的方法 | |
| CN102924005A (zh) | 一种具有微膨胀效应的矿山充填用胶凝材料 | |
| CN113716922B (zh) | 一种盾构同步注浆料及其制备方法 | |
| CN101486533A (zh) | 矿业充填用早强胶固粉 | |
| CN105776911A (zh) | 超细粒尾矿充填、干堆用的胶凝材料 | |
| CN104387007B (zh) | 煤矿用低成本速凝膨胀性封孔材料 | |
| CN113061011A (zh) | 一种赤泥-改性磷石膏矿山充填料的制作方法 | |
| CN105731948B (zh) | 一种微细粒尾矿胶结充填用胶结剂 | |
| CN104446296A (zh) | 全工业固体废弃物配制的充填材料及制备方法 | |
| CN113402246B (zh) | 一种高浓度浆体材料及其制备方法和应用 | |
| CN111233382A (zh) | 一种利用选矿尾砂的充填材料及其充填工艺 | |
| CN103242024A (zh) | 钾盐矿采空区胶结充填料及充填方法 | |
| CN105819822A (zh) | 一种适用于老采空区治理的磷基注浆填充材料 | |
| CN111333352A (zh) | 一种金属矿山全尾砂充填用新型尾砂胶凝料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |