我国很多铁矿山采用的采矿方法是胶结开采,当工作面的开采完成后,就留下一个采空区,如果要继续从下往上开采矿石,就必须提高工作面高度,因此对采空区进行充填是采矿工程的必要环节。目前应用于胶结充填的技术方法主要有两类:一类是分级尾砂胶结充填技术,其方法是尾矿经分级和浓缩后,添加水泥为代表的胶结材料,制成膏体充填到采空区;第二类是全尾砂胶结充填技术,其方法是尾矿经自然沉降浓缩后,添加水泥为代表的胶结材料,制成膏体充填到采空区。这两种方法存在各自的优点和不足,前者需要设置尾矿分级、脱水装置,尾矿利用率较低,但因采用的尾矿粒度较粗,故胶结效果相对较好;后者也要配套建设沉降、脱水、储存装置,尾矿利用率高,但因尾矿中细粒态颗粒量大,耗用水泥多,充填体的质量不如分级尾砂胶结充填。至今,我国的充填技术经历了从干式充填到水力充填,从分级尾砂、全尾砂、高水固化胶结充填到膏体泵送胶结充填的发展过程,采用充填技术的单位有金川公司、凡口铅锌矿、和张马屯铁矿、山东金岭铁矿、铜陵狮子山铜矿、南京栖霞铅锌银矿、河北西石门铁矿等。利用尾矿充填,既可以解决矿山充填骨料来源,又能够解决或部分解决尾矿的排放问题,一举两得,是解决尾矿排放问题的较好途径。但是从已有的文献报道不难看出,尾矿胶结充填的关键性材料主要为水泥,或者在水泥为基础上适当添加粉煤灰、石灰或者化学外加剂。众所周知,因尾矿的颗粒细(有些甚至比水泥还细)、持水率高、酸碱特征明显或者含有残余的选矿药剂,水泥效能很难充分发挥,充填体存在凝结时间长、水稳性差和强度低以及耐久性不足的诸多问题。在此背景下,有必要研发新的尾矿胶结充填技术。
本发明为铁尾矿胶结充填提供了一种新方法,充填材料的主要原料以工业废渣为主,成本低廉,生产工艺简单;充填混合料搅拌、输送和放矿工艺简单,动力消耗低,容易工程实施。充填混合料各组分将发生化学反应,最终形成以水化铝硅酸盐为主的凝胶矿物把细粒态尾矿胶结成为具有一定承载力和水稳性的复合材料,能够满足采矿工艺要求;与传统技术相比,降低了成本和简化了工艺,充分利用了尾矿,是一种尾矿胶结充填新方法。
|