充填法是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时,用充填料充填采空区的方法。充填的目的是支护采空区两帮岩石,并为继续进行上面分层回采造成立足的底板。它适用于矿石和围岩不稳固,不允许有较大暴露面的矿床;地表需要保护的矿床;稀有或高品位的矿床;有自燃性的硫化矿床;赋存条件复杂的矿床等。
矿山充填的目的:
1、支护岩层,控制采场地压活动;
2、防止地表沉陷,保护地表地物;
3、提供继续向上回采的工作平台(类似于留矿法功能);
4、改善矿柱受力状态(由单轴受压变为三轴受压),保证大限度地回收矿产资源;
5、保证安全回采有内闪火灾危险的高硫矿床;
6、控制深井开采岩爆,降低深部地温;
7、保证露天、地下联合开采时生产的安全;
8、处理同体废料,保护环境。
充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。充填方法与充填料输送方法不同,充填系统的组成单元和功能不同。就应用普遍的水力输送而言,一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。金属矿山和煤矿充填在充填系统设计上差别很大,主要原因是充填料的不同。 金属矿山主要充填尾矿砂。充填站设置料仓或堆场,采用振动放料形式,通过皮带传送至搅拌桶制浆。分级尾砂搅拌相对简单,全尾砂充填为避免细粒部分絮凝结团,需要采用强力活化搅拌技术。 煤矿充填目前使用的充填料主要是破碎煤矸石和粉煤灰。矸石充填料需要将煤矸石破碎至5mm以下粒径,并需保证均衡的含水率,所以充填系统要有破碎模块和相应的破碎前与破碎后室内堆场。纯粉煤灰充填因粉煤灰悬浮性好搅拌比较容易,高浓度的矸石充填可以采用类似混凝土搅拌的卧式搅拌槽,浓度较低的混合充填一般采用立式搅拌桶。 充填系统设计应遵循以下原则:(1)充填料要就近选择,充分利用工业废渣,保护环境,降低成本。(2)优先选择自流输送方式,降低基建投入与管理成本。(3)制浆能力与管道流量保持一致,设置必要的人工或自动控制措 施,尽可能做到满管输送。(4)仓储规模要保证正常生产,不能出现经常性断料。(5)必要的防潮防雨雪措施,避免胶固材料吸潮结块,保持充填料稳定的含水率。(6)工艺流程与控制简单实用。(7)粉尘与噪声符合环保要求。
对于大中型选矿厂,选矿设备会产生大量尾矿。这些尾矿需要修建大型的尾矿池,不仅占用大量土地资源,而且容易造成环境破坏。如果尾矿坝缺乏维护和监控,则也容易发生大坝的危险,给下游带来意想不到的后果。随着中国对尾矿排放和处理的严格规定,北京充填,许多大中型工厂已开始使用尾矿加注站。使用高浓度混合罐将浆液与水泥混合后,它们将重新回填作业,矿山充填系统工艺流程设计,不仅节省了尾矿库。成本高,但也不会造成环境污染,还有效避免了土地滑坡等问题。
高浓度搅拌槽的主要特点是增加了螺旋桨式叶轮的直径,循环缸的直径大于槽内径的三分之一,大流量高浓度连续充填工艺的应用,并且开口和循环缸的直径增加,矿山充填系统的主要构成要素,这增加了每个孔的循环浆料体积。(混合物)。搅拌槽可用于浓度为50%~70%(质量)、粒径小于1mm的固体浆料和非金属矿物浆料的均匀混合。
选矿生产的尾矿主要用于地下填筑。这不仅解决了地下物料充填问题,而且减少了环境污染,提高了尾矿库的使用寿命。选定的终尾矿被泵入灌装浓缩器进行浓缩,溢流水返回池中重复使用。浓缩的尾矿被泵送到尾矿填充系统进行分类。分类的粗砂用作矿井填充材料;只有少量的分级溢流(细颗粒)被驱入尾矿池。干尾矿用于建造尾矿坝。