采矿方法-充填法

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收藏文章 赞一个 已赞 2016-07-04 矿业澳洲


采矿是从地下开采有经济价值的矿物或者其他物质的过程,随着科技的不停进步以及人类的需求的增长,越来越多新的采矿方法和技术被研究出来,但是近些年来由于各个国家对于环境和地表生态的保护要求越来越严格,充填法慢慢在各个矿山得到应用。


充填法


充填法属于人工支护的采矿方法,它是在矿房或者矿块中,随着回采工作面的推进,向采空区送入充填材料,以进行地压和地表的管理,同时可以控制围岩崩落,并且在形成的充填体上或在其保护下进行回采工作。该方法开始于20世纪早期,由澳大利亚的霍恩矿山公司开发的干式充填法,该公司实验用雌黄铁矿尾矿砂和炼铜炉渣进行充填采空区,该方法在当时完美解决了采矿区塌陷的问题。


干式充填法


干式充填法是指用矿车、风力或其它机械运送干充填料(如废石、砂石、尾矿等)到采空区进行充填的采矿方法,这是充填采矿技术最早采用的一种方法。该方法由澳大利亚发明,然后在苏联和日本得到了广泛应用,随后到20世纪50年代,该方法在中国矿山得到应用,中国有色金属矿山50%以上使用干式充填采矿法,用此法采出的矿石占总矿石量的1/3之多,为矿山带来了很客观的盈利。

但是随着充填技术的不断革新,以及采矿行业的发展,该方法的弊端逐渐体现出来例如:工艺繁杂、劳动力需求大、作业成本高、采场充填时间长、矿石贫化率高、生产率低、采场充填时不能进行回采等,已经不能满足采矿生产的需要。因而,国内外干式充填法所占的比重逐年下降。




虽然该方法逐渐被水力充填法替代,但是它仍具有能适应矿体产状复杂变化的矿区,因此至今仍有少量矿山使用此法。


水力充填法


水力充填法是指将尾矿、炉渣、碎石或者其它杂质与水混合成浓度均匀的砂浆,然后利用泵压或者自然压头输送到井下作为充填材料来充填采空区的采矿方法。该方法开始于20世纪50年代,首先在美国宾夕法尼亚一个煤矿得到应用,随后在南非、德国、澳大利亚等国家先后得到应用。经过几十年的技术革新,充填工艺得到不断的改进,到20世纪后期,美国和加拿大开发了基于采用选厂分级尾砂进行水砂充填的充填工艺,该工艺可以在悬浮液输送固体物料、水力旋流器脱泥等方面取得了进步,实现了低浓度的水力充填采矿。




中国的水力充填工艺开始于20世纪60年代,直到80年代后期,中国的分级尾砂充填工艺与技术应用才得到了广泛应用。


虽然水力充填的充填体比较致密、抗压能力强、矿石回收率高、贫化率低等优点,但是它的回采工艺较为复杂、生产能力低、以及回采强度弱和增加了矿区的排水设施和费用等缺点,该方法的应用范围受到了很大的限制,这样胶结充填法逐渐出现在人们的视野当中。


胶结充填法


胶结充填法是指把碎石、尾砂或者河沙当做骨料与水泥或者石灰类胶结材料经搅拌合成浆体,通过管道泵或者重力自流的方式输送到充填区进行充填的采矿方法。随着材料科学的发展,目前胶结材料类型、品种多样,加上掺合料的多样化,使胶体、浆体或膏体的成份愈加复杂和多样,再加上浆体泵送工艺的发展,使胶结充填出现了空前的繁荣局面。


胶结充填又可分为:尾砂胶结充填、块石胶结充填、高浓度全尾砂胶结充填、膏体泵送充填、高水速凝充填。




与水砂充填相比,胶结充填的充填料强度大,充填速度快,充填量大,工艺简单。由于胶结充填具有强度大,速度快,工艺简单等优点。因此目前世界各国矿山企业,特别是矿业发达的国家例如澳大利亚都在广泛应用这种充填方法。


近些年来,由于高效率的装采设备的诞生,充填工作实现了管路化、自动化,并广泛使用选厂尾砂作为充填料,矿石损失贫化小,作业安全。特别是对于围岩和地表需要保护,地压大,有自然火灾危险,矿体形态复杂的高品味或贵重金属矿床,充填采矿法的优越性更为突出。


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