尾砂膠結充填在采空區處理中的應用

孫山生 張鵬

摘要：近年來，隨著礦山開采力度的不斷加大，采空區的數量和處理的難度也在不斷加大，為避免發生地質災害事故，實現可持續的發展，就必須切實注重尾砂膠結充填工作的開展。本文正是基于這一視角，從尾砂膠結充填的必要性入手，對常見的尾砂膠結充填技術在采空區處理中的應用要點進行了分析。以更好地實現采空區的處理成效提升的同時實現廢料的再次利用，切實促進可持續理念在礦山企業發展的彰顯。

關鍵詞：采空區處理；尾砂膠結充填；應用

采空區處理一直是礦山企業的工作難點，為實現可持續地發展，利用尾砂膠結充填技術，能有效的實現可持續發展的同時達到廢物利用。這主要得益于尾砂膠結充填技術是對尾礦資源的綜合利用，能有效的達到無廢化的開采，同時尾砂也能當做遠景儲量將其保存下來，當礦山后期的資源儲量開采之后，對于經濟和技術都達到開采條件之后，可以將其再次開采。

1、尾砂膠結充填技術處理采空區的必要性分析

不管是現代工業的發展，還是新型科技行業的發展，都離不開礦產品的支持，且其需求量也在不斷地加大，礦山企業為滿足市場需求，長期開采后的礦山井下遺留了大量采空區，而這些采空區的存在，極易導致礦區發生塌陷、礦震和井下突水等方面的地質災害，且采空區在頂板圍護時較為困難，不僅形狀不規則，而且其有著較廣的散布范圍，加上互相重疊，所以處理難度較大。而加強尾砂膠結充填技術的應用，則能有效的避免或減少上述問題，而且還能將礦山廢棄物的排量有效的減少，避免或減少巖層發生移動和地表塌陷問題的出現，有效的控制井下地壓的同時達到安全開采殘礦的目的。所以在采空區處理中加強尾砂膠結充填技術的應用有著十分強烈的必要性[1]。

2、尾砂膠結充填在采空區處理中的應用分析

2.1切實加強礦山采空區的調研

加強礦山采空區的調研，主要是為了更好地對采空區進行處理，但是為了確保正常的生產，采空區的處理也需要堅持輕重緩急的原則，從而結合調研的情況，對所要處理的采空區的充填方案進行科學合理的確定，為充填工作的開展明確了道路。所以前期的調研工作不容忽視。

2.2切實加強充填工藝技術的選擇

第一，全尾砂充填技術。由于我國在尾砂充填中主要是采取沉砂，但是這就會導致沉砂量不足和溢流尾砂難以確保穩定的情況，此時就需要采取石塊來筑壩，而這就會導致材料成本上升，同時細粒級別的溢流尾砂還會導致環境被污染，所以這一方式已經不再適應時代發展的需要。此時如果能采取全尾砂充填技術，就能有效的避免上述問題的出現。但是其在實際應用中，難點就是難以把細粒級別的尾砂的沉降與水分含量有效的降低，為攻破這一難點，筆者認為，應將尾砂在井上就要制作成尾砂泥漿，再利用泵管將其輸送到井下，且脫水工作不用在井下實施，就能充填采空區。

第二，水力充填技術。這一技術主要是借助貯砂和制漿以及運輸三個部分組成水力充填系統，常見的有水砂充填技術與膠結充填技術，二者的區別就是膠結充填系統中需要利用水泥供應系統來進行漿液的制作，但是水砂充填技術對漿液制作的濃度標準要求較低，但是膠結充填技術對水泥砂漿濃度的要求較高，所以在實際應用中，需要確保其濃度達標，才能確保充填的效果得到提升[2]。

3、全尾砂充填技術在采空區處理中的應用

為了更好地加強對采空區處理，我們需要結合所采用的技術，掌握其技術要點，以下筆者以全尾砂充填技術為例，就其技術要點展開分析。

3.1緊密結合實際確定全尾砂充填流程

全尾砂充填技術中，其核心就是對尾砂進行脫水，并對全尾砂充填工藝流程參數和成本進行確定，所以需要結合工程的實際，針對性的對其充填流程進行確定。一般而言，首先應選廠尾砂，并利用高效的濃密機加強對其的處理，其次是在充填站的砂倉中，將其濾水之后添加膠固粉；再次是進行二級攪拌，并將其充填到管道之中，最后將其注入井下采空區域。

3.2切實加強充填配比實驗的開展

在確定充填流程的基礎上，就需要結合實際需求進行配比的確定，為了盡可能地確保所采取的脫水方式和充填墻結構的經濟性，就需要對其配比合理的確定。因為充填體強度大都是在膠凝材料一定時，濃度上升，強度就會加大，但是濃度不能太高，避免輸送困難和堵管的情況出現，此時就需要根據尾砂濃度和灰砂比的膠結強度來制作試塊，并對試塊進行單軸抗壓實驗，最后結合確定的配比進行充填漿液的制作，并將其及時地輸送到采空區之中。

3.3切實做好充填料漿的制備和充填工作

當全尾砂漿和水泥以及適量的調濃水從各自供料線匯入料斗之后，采取雙臥軸攪拌機與高速活化攪拌機進行兩段連續攪拌之后，充填料從兩段連續攪拌均勻之后，需要確保所制備的充填料漿具有良好的流動性和適中的濃度，并進入安裝了電磁流量計和射線濃度計的測量管之中，從而對其流量和濃度進行檢測。最后充填料下入料斗，采取充填鉆孔和井下充填網自流輸送到井下采空區中進行充填。但是為避免大塊進入充填鉆孔之中，為管道的沖洗提供便利，還要在下料斗中設置鉆孔排氣孔、沖洗水閥和格篩。并對充填的速度、質量等結合具體的工況，加強對其的調節和優化，借助計算機對各項運行數據進行實時采集和存儲，并將其過程模擬的顯示出來，從而更好地確保整個充填任務得到順利的實施。

3.4注意事項

采取全尾砂充填技術時，為提高其經濟性還要切實加強對其成本的控制。在成本控制過程中，需要盡可能地將井下掘進的巖石倒運并回填礦房，避免巖石升井。而且還要結合采礦方法，對充填的用途進行確定，對灰砂比進行調節，就能減少水泥的用量。同時還要結合現場作業確定充填方案，加強選廠尾砂的利用，達到管控成本的目的[3]。

結語：

綜上所述，在采空區回填中，我們應結合實際需要，采取針對性的尾砂膠結充填技術，并加強對其的調研，優化方案的同時控制成本，實現充填成本的最優化。

參考文獻：

[1]王英軍.尾砂膠結充填在某金屬礦采空區處理中的應用[J].世界有色金屬，2017（18）：15-16.

[2]施蘭義，李有銘.尾砂膠結充填在某金屬礦采空區處理中的應用[J].世界有色金屬，2017（16）：76-77.

[3]張飛，張衡，劉德峰，朱師波，劉小超，徐曉宏，黃堃，謝明星.尾砂膠結充填在某金屬礦采空區處理中的應用[J].有色金屬（礦山部分），2013，65（04）：16-19.