膏体充填技术综述课件.ppt

1、 汇报提纲汇报提纲二二 膏体材料的配制及膏体制备膏体材料的配制及膏体制备 三三 充填设备与膏体制备的关系充填设备与膏体制备的关系四四 充填空区的面积与膏体充填浓度的关系充填空区的面积与膏体充填浓度的关系五五 膏体胶结充填与胶凝材料的选择膏体胶结充填与胶凝材料的选择一一 制备膏体的条件制备膏体的条件六六 骨料级配与胶凝材料骨料级配与胶凝材料七七 胶结充填体的养护及质量胶结充填体的养护及质量 八八 采矿方法及爆破参数与充填体稳定性采矿方法及爆破参数与充填体稳定性膏体是一种细颗粒固体物料脱水浓缩或细颗粒与水混拌而成，含水膏体是一种细颗粒固体物料脱水浓缩或细颗粒与水混拌而成，含水量低，形成似牙膏的浆体

2、。量低，形成似牙膏的浆体。1.制备膏体必须具备一定的细料级物料（胶态制备膏体必须具备一定的细料级物料（胶态粒子粒子-20m，比例占，比例占15%以上以上),屈服应力应大屈服应力应大于于20025pa。2.膏体的浓度范围取决于组成膏体组份的（如膏体的浓度范围取决于组成膏体组份的（如尾砂、黄砂等）物理性质与化学性质类型。尾砂、黄砂等）物理性质与化学性质类型。3.膏体特征为不离析、不沉淀、不泌水。膏体特征为不离析、不沉淀、不泌水。一、制备膏体的条件一、制备膏体的条件 二、膏体材料的配制及膏体制备二、膏体材料的配制及膏体制备深 锥 浓 密 机水 泥 仓深锥浓密机深锥浓密机立式砂仓立式砂仓 二、膏体材料

3、的配制及膏体制备二、膏体材料的配制及膏体制备u 膏体是由组成膏体组份的物理化学性质决定的膏体是由组成膏体组份的物理化学性质决定的(如密度、粒级、如密度、粒级、级配、孔隙率、静电力等级配、孔隙率、静电力等)，膏体浓度不是定值；，膏体浓度不是定值；u 膏体强度是由骨料、胶结料、浓度及周边环境共同决定的，膏体膏体强度是由骨料、胶结料、浓度及周边环境共同决定的，膏体必须具备合理的级配；必须具备合理的级配；u 膏体浓度是制备技术的核心膏体浓度是制备技术的核心 沉降速度，是根据尾矿、浆液的性质、絮凝剂的类型及周边环境沉降速度，是根据尾矿、浆液的性质、絮凝剂的类型及周边环境共同决定的，絮凝沉降是提高膏体制备

4、速度的有效方法；共同决定的，絮凝沉降是提高膏体制备速度的有效方法；保证溢流澄清及沉降速度的三要素是：进料浓度、沉降路径、胶保证溢流澄清及沉降速度的三要素是：进料浓度、沉降路径、胶体粒子的电荷；体粒子的电荷；尾矿的物理化学性质是决定尾矿沉降速度尾矿的物理化学性质是决定尾矿沉降速度进料及稀释进料及稀释溢流澄清溢流澄清高浓度及膏体高浓度及膏体絮凝机理絮凝机理 二、膏体材料的配制及膏体制备二、膏体材料的配制及膏体制备配制要素配制要素强度要素强度要素制备要素制备要素膏体膏体组成组成骨料胶凝材料骨料胶凝材料水水充填材料选择充填材料选择级配级配制备设备制备设备:砂仓砂仓+浓密机浓密机物理化学性物理化学性质质

5、密度密度粒度粒度级配级配 电电荷荷成份成份孔隙率孔隙率周围环境周围环境:温度温度湿度湿度浓度浓度沉降方法沉降方法:絮凝絮凝混凝混凝尾矿尾矿粒粒子电荷子电荷配制设备配制设备卧式砂仓卧式砂仓立式砂仓立式砂仓深锥浓密机深锥浓密机胶凝材料胶凝材料:水泥水泥+固化剂固化剂等等制备技术制备技术:进料进料造浆造浆胶凝材料胶凝材料细度细度级配级配活性活性水化反应速度水化反应速度活性组份活性组份其它要素其它要素沉降速度沉降速度浓缩时间浓缩时间 三三 充填设备及膏体制备充填设备及膏体制备变频器变频器 *絮凝剂絮凝剂絮凝剂制备槽絮凝剂制备槽絮凝剂储槽絮凝剂储槽液位计液位计计量泵计量泵絮凝剂自絮凝剂自动控制动控制尾

6、矿 矿 浆尾 矿 矿 浆池池尾矿泵池液位控制尾矿泵池液位控制变频器变频器液位计液位计底流浓度自动控制底流浓度自动控制喂料泵喂料泵膏体泵膏体泵浓度计浓度计流量计流量计变频器变频器溢溢流流立式砂立式砂仓仓絮凝剂制备及立式砂仓尾矿制备絮凝剂制备及立式砂仓尾矿制备 三三 充填设备及膏体制备充填设备及膏体制备深锥浓密机深锥浓密机 三三 充填设备及膏体制备充填设备及膏体制备1.在同一物料条件下、充填设备决定膏体品质和充填能力。在同一物料条件下、充填设备决定膏体品质和充填能力。2.充填浓度与浓缩时间、静压力、浓缩区砂层厚度、造浆方式、流量等因充填浓度与浓缩时间、静压力、浓缩区砂层厚度、造浆方式、流量等因素有

7、关；素有关；3.在一定的条件下，不同的充填制备设备其制备能力和浓度是不同的。在一定的条件下，不同的充填制备设备其制备能力和浓度是不同的。3.1卧式砂仓因各方面条件限制，不具备连续制备能力。卧式砂仓因各方面条件限制，不具备连续制备能力。3.2卧式砂仓在连续制备过程中制备浓度较低、立式砂仓和浓锥浓密机浓度卧式砂仓在连续制备过程中制备浓度较低、立式砂仓和浓锥浓密机浓度较高。较高。3.3连续制备中，立式砂仓及深锥浓密机的制备能力是连续制备中，立式砂仓及深锥浓密机的制备能力是:立式砂仓立式砂仓深锥浓密深锥浓密机。机。3.4制备过程中溢流水澄清度；立式砂仓制备过程中溢流水澄清度；立式砂仓深锥浓密机深锥浓密

8、机,浑浊度浑浊度200ppm。膏体制备运行图膏体制备运行图四、四、充填空区的面积与膏体充填浓度的关系充填空区的面积与膏体充填浓度的关系 膏体的自流输送是以自身的势能为动力克服管道沿程阻力而流动，膏体的自流输送是以自身的势能为动力克服管道沿程阻力而流动，对于特定的尾矿物料而言，在一定浓度范围内出现膏体的特性，浓对于特定的尾矿物料而言，在一定浓度范围内出现膏体的特性，浓度越低自流沉积坡度越小。度越低自流沉积坡度越小。膏体的自流沉积坡度与膏体的含水率有关；膏体的自流沉积坡度与膏体的含水率有关；对容区充填率的要求，输送方法受输送设备的限制；对容区充填率的要求，输送方法受输送设备的限制；不同的输送设备其

9、输送能力和效果是不同的；不同的输送设备其输送能力和效果是不同的；特大空区充填及采空区接顶应适当考虑料浆的浓度对流动性的影响，特大空区充填及采空区接顶应适当考虑料浆的浓度对流动性的影响，宜采用似膏体充填，实行多点放砂；宜采用似膏体充填，实行多点放砂；特大空区充填设计之前，必须进行实物实验。它是确定尾矿流变参特大空区充填设计之前，必须进行实物实验。它是确定尾矿流变参数的重要依据；数的重要依据；五、膏体胶结充填与胶凝材料的选择五、膏体胶结充填与胶凝材料的选择固结剂固结剂五、膏体胶结充填与胶凝材料的选择五、膏体胶结充填与胶凝材料的选择 胶凝材料又称胶结料。在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固胶凝材料又

10、称胶结料。在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体的石状体,并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。并能胶结其他物料，制成有一定机械强度的复合固体的物质。固结剂是由多种或单一气硬性材料、水硬性胶凝材料及外加剂的集合固结剂是由多种或单一气硬性材料、水硬性胶凝材料及外加剂的集合体，充填体的强度是多种综合因素决定的。体，充填体的强度是多种综合因素决定的。1.不同的尾矿物理化学特性，所选择的胶凝材料是不同的，强度也不同的尾矿物理化学特性，所选择的胶凝材料是不同的，强度也不相同；不相同；2.尾矿尾矿+胶凝材料胶凝材料+浆液浆液+环境充填体强度，水化反应的速度和时环境充填体强度，水化反应

11、的速度和时间对充填体强度有着重要的意义；间对充填体强度有着重要的意义；3.水泥不再是胶结料的唯一选择，成本上也不是最佳选择；水泥不再是胶结料的唯一选择，成本上也不是最佳选择；4.固结剂是通用硅酸盐水泥在充填领域中的材料扩展和延伸，在固固结剂是通用硅酸盐水泥在充填领域中的材料扩展和延伸，在固结剂中，激发剂是影响充填体强度的重要因素，其抗压强度主要表现结剂中，激发剂是影响充填体强度的重要因素，其抗压强度主要表现在早强；在早强；5.在一些极细粒级尾矿料浆中，添加减水和早强材料的固结剂局部在一些极细粒级尾矿料浆中，添加减水和早强材料的固结剂局部灰砂比其抗压强度具有优势；灰砂比其抗压强度具有优势；6.在

12、选择固结剂时，应考虑固结剂的负面作用，即对充填体的干缩在选择固结剂时，应考虑固结剂的负面作用，即对充填体的干缩性及充填体质量的稳定性。性及充填体质量的稳定性。六、膏体骨料的级配与充填体强度的关系六、膏体骨料的级配与充填体强度的关系 1.同一胶凝材料对同一尾矿浓度、不同的级配其相同灰砂比的胶结同一胶凝材料对同一尾矿浓度、不同的级配其相同灰砂比的胶结充填体的强度是不同的，合理的级配是提高胶充体强度的重要保证。充填体的强度是不同的，合理的级配是提高胶充体强度的重要保证。2.梯级粉磨是提高胶凝材料强度的重要方法，铁尾矿不再只是作为梯级粉磨是提高胶凝材料强度的重要方法，铁尾矿不再只是作为骨料，也可做高强

13、的胶凝材料；骨料，也可做高强的胶凝材料；3.铁尾矿活性粉未生产的高硅铁尾矿铁尾矿活性粉未生产的高硅铁尾矿矿渣基胶凝材料（矿渣基胶凝材料（TSBC）替）替代常规胶凝材料制备全尾矿（代常规胶凝材料制备全尾矿（RPC）是具有很大的潜力；）是具有很大的潜力；4.合理的级配是克服充填料浆的离析重要方法合理的级配是克服充填料浆的离析重要方法梯级粉磨流程图梯级粉磨流程图七七.膏体充填体的养护与质量的膏体充填体的养护与质量的关系关系1.养护措施和养护制度对胶凝材料水化及火山灰效应有重大影响，如反应速度、养护措施和养护制度对胶凝材料水化及火山灰效应有重大影响，如反应速度、孔隙率、放热速度、收缩与裂缝、胶凝材料流

14、变演变过程等。孔隙率、放热速度、收缩与裂缝、胶凝材料流变演变过程等。2.养护是提高充填体质量的重要因素，养护不好会使充填体的物理性能和耐久养护是提高充填体质量的重要因素，养护不好会使充填体的物理性能和耐久性能劣化。性能劣化。3.水的存在是水泥水化反应发生的必要条件，适当的湿度有利于水化反应的进水的存在是水泥水化反应发生的必要条件，适当的湿度有利于水化反应的进行及充填体强度充分发展。行及充填体强度充分发展。4.在高养护湿度条件下充填体强度大于低湿度养护条件，且随着龄期的增长差在高养护湿度条件下充填体强度大于低湿度养护条件，且随着龄期的增长差距增大，其距增大，其28d强度相差强度相差18-40%。

15、5.养护温度、湿度及养护时间是养护的三要素；高温条件下胶凝材料水化速度养护温度、湿度及养护时间是养护的三要素；高温条件下胶凝材料水化速度加快，晶体形成速度加快，同时，水化反应的时间是一个长期的过程；充填体的加快，晶体形成速度加快，同时，水化反应的时间是一个长期的过程；充填体的强度增长也是一个长期的过程。强度增长也是一个长期的过程。6.不同的回采要求和胶凝材料其养护制度是不同的，对于嗣后充填采矿法，特不同的回采要求和胶凝材料其养护制度是不同的，对于嗣后充填采矿法，特别是深井矿山降低充填采场的环境温度，有利于改善职工的工作条件，对于大规别是深井矿山降低充填采场的环境温度，有利于改善职工的工作条件，

16、对于大规模充填的矿山宜采用低水化热高强的胶凝材料。模充填的矿山宜采用低水化热高强的胶凝材料。第一步骤第一步骤第二步骤第二步骤第三步骤第三步骤1.采场充填体要求抗压强度采场充填体要求抗压强度3Pa2.灰砂比灰砂比1：81：103.不同的采矿方法、落矿方式不同的采矿方法、落矿方式及回采顺序，对充填体的强度及回采顺序，对充填体的强度要求和灰砂比是不同的。要求和灰砂比是不同的。1.采场充填体要求抗压强度采场充填体要求抗压强度0.7-1Pa2.灰砂比灰砂比1：151：203.优化孔网参数是充填法采矿优化孔网参数是充填法采矿降低充填体贫化损失重要因素降低充填体贫化损失重要因素回采回采1.采场充填体要求抗压

17、强度采场充填体要求抗压强度0.3-0.5Pa2.灰砂比灰砂比1：301：353.充填是控制地压活动的重要充填是控制地压活动的重要方法方法。八八.充填体的强度与采矿方法及炮孔参数的选择充填体的强度与采矿方法及炮孔参数的选择大孔爆破采场大孔爆破采场多步骤采场充填多步骤采场充填隔离矿柱隔离矿柱盘区盘区盘区盘区八八.充填体的强度与采矿方法及炮孔参数的选择充填体的强度与采矿方法及炮孔参数的选择1.不同的采矿方法、落矿方式及回采顺序，对充填体的强度要求和灰砂比是不不同的采矿方法、落矿方式及回采顺序，对充填体的强度要求和灰砂比是不同的。同的。如冬瓜山盘区如冬瓜山盘区(100m400 820m)、大采场、大采场(82m18m 60m)、2.多步骤回采必须光面爆破或是预裂爆破，减少装药量，减少对充填体的破趟；多步骤回采必须光面爆破或是预裂爆破，减少装药量，减少对充填体的破趟；3.充填体对采场边界关键块体变形施加运动约束，防止低应力条件下采场围岩充填体对采场边界关键块体变形施加运动约束，防止低应力条件下采场围岩在空间上发生渐进破坏，邻近采场的采矿活动导致采场围岩发生准连续破坏。在空间上发生渐进破坏，邻近采场的采矿活动导致采场围岩发生准连续破坏。垂直位移垂直位移最大主应力最大主应力最小主应力最小主应力