第二屆膏體大會報告

全尾砂充填理論基礎(chǔ)與應(yīng)用發(fā)展國家金屬采礦工程技術(shù)第八屆國際充填中國有色金屬采礦學(xué)術(shù)國家863計劃資源領(lǐng)域組周愛民博士：電子郵箱：

提綱發(fā)展簡歷理論基礎(chǔ)工程應(yīng)用發(fā)展趨勢1950年代前：干式充填1960年代：水砂充填、傳統(tǒng)混凝土充填1970年代：細(xì)砂（磨砂與分尾砂）充填1980年代：全尾砂膠結(jié)充填與膏體泵送充填試驗研究1990年代：廢石膠結(jié)充填研究與應(yīng)用2000年代：全尾砂尾廢充填工業(yè)應(yīng)用膠凝材料礦渣膠結(jié)料赤泥膠結(jié)料其他廢物膠結(jié)料充填材料的發(fā)展充填集料采掘廢石剝離廢石選礦尾砂磷石膏黃磷渣煤矸石煤泥全尾砂充填的發(fā)展20世紀(jì)90年代：凡口礦試驗研究2004年前：國家科技計劃、企業(yè)計劃相繼試驗研究2004年末：

鉛鋅礦工業(yè)應(yīng)用2004年后：相繼在冬瓜山銅礦、萊新鐵礦、

鐵礦、草樓鐵礦、開陽磷礦等數(shù)十座礦山成功應(yīng)用目前應(yīng)用效果：尾礦利用率70％以上，其中

鉛鋅礦將全部尾礦充入井下，地表不建尾礦庫背景條件：物料特性物理特性細(xì)粒級物料容易離析分級顆粒黏著力強(qiáng)滲透率低管道磨損力弱粒級組成滲透率化學(xué)特性硫化物影響增加尾砂的稠度，自膠結(jié)作用使膠結(jié)充填體獲得較高的強(qiáng)度硫化礦物的氧化會產(chǎn)生硫酸鹽，導(dǎo)致膠結(jié)充填體強(qiáng)度的損失潛在活性全尾砂充填界定無粗物料存在的主要問題物料粒度細(xì)容易離析分級毛細(xì)吸附力強(qiáng)滲透速度低理論結(jié)構(gòu)流態(tài)理論觸變活化理論固體沉降理論膠凝激活理論結(jié)構(gòu)流態(tài)理論料漿類型充填物料的平均粒徑（mm）結(jié)構(gòu)流臨界濃度（%）重量濃度體積濃度水泥尾砂料漿0.05470～7147水泥風(fēng)砂料漿0.21376～7754.8水泥磨砂料漿0.6157755.5高濃度的全尾砂或摻入水泥的混合物料，均是一種具有觸變性質(zhì)的分散系，在相對

狀態(tài)下呈固態(tài)性質(zhì)通過振動、強(qiáng)力攪拌等機(jī)械作用，破壞全尾砂混合料顆粒賴以組

成整體介質(zhì)的水膜和分子之間的粘結(jié)力，使顆粒間的內(nèi)聚力急劇減小，將混合料漿的固體分散體系稀釋成具有流動性的溶膠狀態(tài)，使膠結(jié)料微粒均勻分布在混合料中強(qiáng)力迫使水泥微?；ハ嗯鲎?，從表面逐層脫落水合產(chǎn)物和再結(jié)晶產(chǎn)物，從而出新的表面層又繼續(xù)產(chǎn)生水合作用，加速水泥顆粒的分散與水化全尾砂觸變活化：為礦山全尾砂膠結(jié)充填料成用水量少，流動性高，混合均勻的充填料漿奠定了理論基礎(chǔ)觸變活化理論固體沉縮理論最大沉縮濃度靜置沉降時能達(dá)到的最大濃度臨界沉降濃度固體顆粒由沉降轉(zhuǎn)為壓縮沉降、沉縮速度膠凝激化理論礦渣膠結(jié)料利用其中硅酸鈣和鋁酸鈣等組分，通過石灰激化，與細(xì)粒尾砂物料結(jié)合，尤其是與高含硫尾砂物料結(jié)合，較普通硅酸鹽水泥有更好的膠結(jié)能力；

赤泥在激化劑作用下，溶解于水中的活化劑離子Ca++可赤泥顆粒表面的無定形沉積層，激化赤泥的活性；赤泥的水化鋁酸鈣等在活化劑作用下生成早期強(qiáng)度較高的鈣礬石及其它水化物，使赤泥中原存在的

水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶水、膠凝水，最終使赤泥凝結(jié)硬化。相關(guān)應(yīng)用機(jī)理固結(jié)機(jī)理絮凝機(jī)理流態(tài)機(jī)理全尾砂充填工業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)全尾砂脫水結(jié)構(gòu)流料漿活化結(jié)構(gòu)流充填料漿輸送采場充填全尾砂充填工業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)結(jié)構(gòu)流態(tài)固結(jié)充填充填料全尾砂脫水、全尾砂造漿、全尾砂膠結(jié)料攪拌混合充填料管道輸送自流輸送、井下增壓輸送、泵壓輸送采場充填工藝全尾砂充填工藝全尾砂脫水三段脫水流程：濃密-沉降-過濾、旋流-沉降-過濾兩段脫水流程：濃密-過濾、濃密-沉降一段脫水流程：沉降、濃密濃密儲

攪存

拌過

轉(zhuǎn)濾

運(yùn)造漿傳統(tǒng)流程旋流、沉降、過濾尾礦旋流器底流進(jìn)入砂倉獲得高濃度粗粒級尾礦旋流器溢流過濾獲得濾餅高濃度粗、細(xì)粒級混合攪拌臥式倉沉縮脫水壓氣造漿立式倉濃縮脫水壓氣造漿全尾砂充填料活化攪拌活化攪拌機(jī)雙軸攪拌機(jī)自流、泵壓、井下增壓聯(lián)合料漿流動性定量指標(biāo)：τ0和μB料漿流動性綜合參數(shù)：塌落度全尾砂樣品dp=0.085mmdp=0.075mm濃度（%）757880707275塌落度（cm）26～6.520～217.3～7.923.6～2420.58.0充填料輸送井下增壓輸送增壓輸送裝置安裝井下安裝位置選擇的原則在活塞回拉過程中，管道內(nèi)料漿在垂直管道內(nèi)料漿自重作用下達(dá)到足夠大的移動速度，以填滿輸送缸的有效空腔在活塞推壓過程中，輸送缸內(nèi)的料漿只流向出口管道，使出口管道內(nèi)的料漿加速向充填采場流動輸送泵采場充填充填擋墻采場脫水管鋼筋網(wǎng)架設(shè)質(zhì)量充填料取樣脫水效果大流量充填工藝與裝備新型膠結(jié)充填技術(shù)與材料深部礦井充填新技術(shù)不斷降低膠結(jié)充填成本大規(guī)模全尾砂充填的發(fā)展大規(guī)模充填采礦的發(fā)展全球可持續(xù)發(fā)展充填采礦技術(shù)的發(fā)展國內(nèi)礦產(chǎn)資源開采條件大規(guī)模充填采礦的技術(shù)要求集中強(qiáng)化充填采礦大參數(shù)采場結(jié)構(gòu)大型無軌機(jī)械化配套作業(yè)大流量充填工藝與裝備的發(fā)展綠色兩型開采需要大規(guī)模充填采礦需要國內(nèi)礦產(chǎn)資源開采條件重點(diǎn)技術(shù)方向大流量充填工藝系統(tǒng)大產(chǎn)能的全尾砂脫水工藝及裝備大流量充填泵膠結(jié)充填新技術(shù)與新材料的發(fā)展解決細(xì)尾礦充填利用的技術(shù)瓶頸降低充填成本重點(diǎn)技術(shù)方向礦業(yè)廢物膠凝材料細(xì)尾砂固結(jié)技術(shù)與材料充填改性添加材料全尾砂脫水

輔助材料深部礦井充填新技術(shù)的發(fā)展深部礦井充填的特點(diǎn)更顯著的優(yōu)勢：地壓控制、吸熱降溫更大技術(shù)難度：高壓頭致爆管、噴管重點(diǎn)技術(shù)方向卸壓工藝與裝備技術(shù)深井充填實(shí)例不斷降低膠結(jié)充填成本充填方式