随着现代化采矿业的不断发展和对环境、资源保护的不断强化,越来越多的矿山采用了充填采矿方法,胶结剂作为充填采矿法的主要材料之一,在矿山充填采矿工艺中占据了重要地位。充填体固化时间及强度,是影响采矿周期及矿石损失、贫化率的重要因素,充填成本的高低直接影响着矿山经济效益。目前,矿山井下采矿充填绝大多数使用尾砂做骨料,水泥做胶结剂。水泥是一种理想的建筑材料,具有上百年的历史,用它作为井下采矿充填胶结剂当然可行,但它不是充填专用材料,用于井下充填,还存在许多不足。如水灰比较小、灰砂比较高、高浓度充填时混合物的流动性差、早期强度低、成本较高,这些均难以满足井下充填的要求。尤其是由于管道输送的需要,井下充填骨料多为细粒级尾砂,水泥无法发挥应有的固化作用。九十年代国内曾出现过高水材料用于井下充填。应用实践证明,高水材料虽克服了水泥固结材料的某些不足,改善了水灰比、灰砂比的调控范围,不需脱水,但由于充填工艺复杂、成本高,充填体有析水现象,至今未能广泛应用。

多年来,我们以降低井下充填成本、提高早期强度(主要为7天抗压强度),尽快研制出最适合井下充填的胶结材料为目标,组织有关专家广泛收集信息,做了大量的科学试验,并于2007年下半年取得了重大突破,生产出了“新型尾砂固结剂”这一新型井下充填材料。该材料最大的特点是对尾砂等细骨料有特殊的固结效果,这一发现会对今后尾砂的综合利用产生积极作用。
经过多个矿山井下充填工业应用证明,用该材料做充填胶结剂,不论是泵送性、环保性、流动性、早强性,均能满足井下采矿的需要,对金属回收率没有任何影响。尤其是用量省(不足水泥用量1/2)、早期强度高的特点,使该材料的性能价格比明显优于水泥。目前国内多家矿山将该材料应用于井下充填,效果十分理想。
一、 物理形态及化学成分
该材料由多种无机材料经高温煅烧,再与少量活化材料粉磨而成,物理形态呈灰白细粉末状。主要化学成份为SiO2、AI2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3,无毒、无害。
二、 性能指标
1、充填浓度与配比可调范围
可在饱和浓度范围内,根据需要任意调节尾砂浓度。加入尾砂固结材料后输送浓度不大于饱和浓度,灰砂比可以根据井下要求的充填体强度进行调整,一般为1:2~1:30。
2、可泵性
输送浓度不大于饱和浓度,灰砂比不高于1:2,可泵性好。
3、凝固性
通过泵送或自流输送到采场的充填浆液,适当脱水后开始固化,24小时后可开始作业。
4、充填体强度对比
水泥与尾砂固结材料固结尾砂强度对比表
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三、使用方法
1、制浆系统:充填站配备砂仓、灰仓、搅拌桶和加水设备及添加仪表。
2、输送系统:砂泵管路输送系统到充填地点。
3、充填工艺图:
1、制浆系统:充填站配备砂仓、灰仓、搅拌桶和加水设备及添加仪表。
2、输送系统:砂泵管路输送系统到充填地点。
3、充填工艺图:

四、运输及存放
1.尾砂胶固材料是一种易吸潮变质的材料,所以在包装、运输和存放过程中要特别注意防潮,保 质期为90天。
2.产品分别有散装和袋装两种。
五、经济效益分析
实验室数据及实际应用均表明,新型尾砂固结剂各项性能指标均能满足井下采矿需要,尤其与普通水泥相比具有早期强度高 、用量省的优点,在充填体强度要求相同的条件下,新型尾砂固结剂使用量只需普通水泥的一半或更少,如果胶结充填矿山使用新型尾砂固结剂,经济效益十分可观。




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