許 龍

（西藏華泰龍礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，西藏 拉薩 850200）

重工業(yè)的污染已經(jīng)成為了世界性的難題，而可持續(xù)發(fā)展也在世界范圍內(nèi)成為了一種共識(shí)。針對(duì)金屬類別的礦產(chǎn)，以及對(duì)于當(dāng)前的礦產(chǎn)廢渣再次利用也成為了熱點(diǎn)。對(duì)于我們國(guó)家來(lái)說(shuō)，礦產(chǎn)填充技術(shù)以及對(duì)應(yīng)的裝備發(fā)展應(yīng)用就是我們正在著手研究的目標(biāo)。這些基于綠色低碳的設(shè)備和技術(shù)正在滿足我們國(guó)家礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需要[1]。

1 全尾砂結(jié)構(gòu)流膠結(jié)充填

針對(duì)礦井全尾砂結(jié)構(gòu)流膠結(jié)充填的研究，我們國(guó)家20世紀(jì)80年代末期就已經(jīng)開(kāi)始了[2]。在廣東凡口鉛鋅礦，科研人員在選礦廠通過(guò)兩段式的脫水處理，也就是高效濃密機(jī)以及配套的真空過(guò)濾機(jī)進(jìn)行組合來(lái)得到我們所需要的濕尾砂。在此技術(shù)上，我們可以利用配套的設(shè)備進(jìn)行按照一定比例的攪拌震蕩處理，通過(guò)加入其他成分的添加劑獲得全新的填充料配方，通過(guò)對(duì)應(yīng)的管道，以賓漢流體的方式進(jìn)行采礦場(chǎng)的填充作業(yè)。但是這種方式對(duì)于造漿的要求很高，制備流程非常復(fù)雜，因此在工業(yè)應(yīng)用中無(wú)法保證自身的穩(wěn)定，無(wú)法大面積推廣。

但是經(jīng)過(guò)十幾年的刻苦研究，我們國(guó)家的科研人員對(duì)這套設(shè)備進(jìn)行了全面的升級(jí)，以縮短整個(gè)流程所耗費(fèi)的時(shí)間和距離為最主要的前提，進(jìn)行了沉縮脫水和集中造漿的全新制造環(huán)境，處理了之前的填料漿的制備困難復(fù)雜問(wèn)題。利用這種方式進(jìn)行上向水平分層構(gòu)建下的礦區(qū)回采作業(yè)的優(yōu)勢(shì)就是，全部的尾礦都可以用來(lái)進(jìn)行井下充填處理，避免了對(duì)應(yīng)的尾礦庫(kù)以及廢石場(chǎng)對(duì)礦區(qū)環(huán)境的嚴(yán)重污染，可以建立成零污染的示范礦山。

這種配套設(shè)備的典型組成方式就是通過(guò)兩個(gè)砂倉(cāng)進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)的方式完成這項(xiàng)工藝：第一個(gè)用來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)沉縮作業(yè)，第二個(gè)配套的砂倉(cāng)就可以進(jìn)行造漿以及排漿作業(yè)。對(duì)于這兩個(gè)砂倉(cāng)來(lái)說(shuō)放置的位置沒(méi)有嚴(yán)格要求，可以根據(jù)實(shí)際情況自行選擇立式還是臥式。

除此之外，北京的科研人員還在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了立式砂倉(cāng)連續(xù)制備模式。也就是把一個(gè)砂倉(cāng)在最開(kāi)始的時(shí)候就以立式設(shè)計(jì)作為最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)，在上方進(jìn)行相關(guān)的進(jìn)砂作業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在下方則進(jìn)行連續(xù)出砂。這種全新的充填結(jié)構(gòu)處理方式已經(jīng)成為當(dāng)前我們國(guó)家的礦山，尤其是金屬礦山的最常見(jiàn)充填技術(shù)。

2 廢石膠結(jié)充填技術(shù)

我們國(guó)家常規(guī)的利用石料進(jìn)行礦井充填構(gòu)建下的思路，一般是利用開(kāi)采出來(lái)的無(wú)用石料或者是砂漿借助對(duì)應(yīng)的混合工藝處理之后，運(yùn)送到井下進(jìn)行自充填作業(yè)。這套工藝流程，對(duì)制造成本進(jìn)行了大幅度的簡(jiǎn)化，并且更關(guān)鍵的是整個(gè)流程可以進(jìn)行自動(dòng)充填處理。這項(xiàng)工藝被大面積推廣在銅礦、錫礦、鎳礦、金礦以及對(duì)應(yīng)的硫鐵礦等等，并且都收到了很好的效果。這種方式是作為充填法的一個(gè)重要補(bǔ)充出現(xiàn)的，只要是采用了這種方式進(jìn)行針對(duì)性灌輸填充的礦山，都會(huì)或多或少的利用這種方式作業(yè)。

常規(guī)來(lái)講，廢石膠結(jié)法所使用的針對(duì)性填充物都是在開(kāi)礦的時(shí)候拋棄不用的廢石料，通過(guò)或者是砂漿作為輔助材料進(jìn)行塊石的間隙填充，并把它們膠接成一個(gè)整體進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)自淋混合之后進(jìn)行針對(duì)性的填充管束處理。

利用地面壓力的物理特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的掌控和施工。這種填充方式并不是一個(gè)獨(dú)立出來(lái)的全新方式，而是利用了干式/水砂充填的方法精華，具備了這兩種方案的所有優(yōu)勢(shì)，不但填充的時(shí)候強(qiáng)度高，同時(shí)成本很低，脫水也相對(duì)很少，在此基礎(chǔ)上具有可以遠(yuǎn)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行運(yùn)送的最關(guān)鍵特點(diǎn)。根據(jù)我們國(guó)家采用的案例來(lái)看，錫礦或者是對(duì)應(yīng)的銅礦可以利用這種填充方式進(jìn)行礦井灌注的作業(yè)，所使用的主料則為開(kāi)采礦井的時(shí)候出現(xiàn)的各種破碎料以及掘進(jìn)作業(yè)的時(shí)候產(chǎn)生的石料等等。一般來(lái)說(shuō)，這些破碎料和石料需要進(jìn)行二次加工，處理成根據(jù)情況所需的0.1m-0.3m直徑大小不同的成品料塊。一般來(lái)說(shuō)這些料塊都為自然級(jí)配料，滿足以上要求就可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)的施工構(gòu)建。

這種充填方式也可以通過(guò)自淋混合工藝的方式進(jìn)行重組之后，產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)的膠結(jié)混合料框架。這樣施工的最大優(yōu)點(diǎn)就是不但對(duì)混合本身的工藝進(jìn)行的大幅度的簡(jiǎn)化，對(duì)于成本的降低也是我們采用這種方法的關(guān)鍵因素之一。已經(jīng)有若干個(gè)銅礦或者是錫礦采用了這樣的方式進(jìn)行下料處理，結(jié)果喜人，收到了預(yù)期的效果。

3 充填材料應(yīng)用技術(shù)

對(duì)于金屬礦山的充填材料的發(fā)展主要集中在兩個(gè)方面，也就是充填集料和充填膠凝材料上。充填集料就是上文提到的廢石之類的主材料，而后者主要包括的就是礦渣膠結(jié)劑等。

對(duì)于中國(guó)大多數(shù)礦山來(lái)說(shuō)，鐵渣作為最常見(jiàn)的填充材料膠結(jié)劑成分，現(xiàn)在已經(jīng)被我們國(guó)家的各大礦區(qū)所接受。對(duì)于粘結(jié)充填主料的膠結(jié)材料來(lái)說(shuō)，最新的鐵渣復(fù)合膠結(jié)劑效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的水泥膠結(jié)劑，對(duì)于鐵渣來(lái)說(shuō)，其實(shí)際的充填效果也要比水泥膠結(jié)劑強(qiáng)很多。鐵渣等主要成分混合石灰以及其余的對(duì)應(yīng)的材料并進(jìn)行充分混合、磨成水泥粉的細(xì)膩程度之后，就可以進(jìn)行膠結(jié)劑的處理構(gòu)建。已經(jīng)有大量的案例證明，如果配比環(huán)境和對(duì)照的比例相同，這種新型的礦渣膠結(jié)劑可以全面取代水泥膠結(jié)劑，同時(shí)充填礦的強(qiáng)度也會(huì)顯著提升。

另一種膠結(jié)充填劑的主要成分就是赤泥，針對(duì)赤泥本身的活性特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的低成本膠結(jié)材料開(kāi)發(fā)，同時(shí)在燒結(jié)的時(shí)候配合特殊步驟和工藝，讓赤泥的物理化學(xué)優(yōu)點(diǎn)都被徹底開(kāi)發(fā)出來(lái)。這種材料本身含有大量的粘性膠粒，所以對(duì)應(yīng)的料漿穩(wěn)定性很好，不會(huì)產(chǎn)生分崩離析的效果。當(dāng)這種材料進(jìn)入到采礦的空區(qū)之內(nèi)以后，就會(huì)產(chǎn)生效果極佳的流平性。對(duì)坡度相對(duì)來(lái)說(shuō)不太大的工作面來(lái)說(shuō)，這種填充料的收效非常好。

4 結(jié)論

沖天采礦法的回采率高、對(duì)應(yīng)的貧化率很低，在當(dāng)前我們國(guó)家的綠色礦業(yè)以及生態(tài)礦業(yè)環(huán)境下有著非常重要的意義。這種填充方式對(duì)于金屬礦山難治理的問(wèn)題起到了很好的引導(dǎo)和推動(dòng)作用，是礦業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。