干式充填是矿井充填站***早采用的一种充填工艺。
中国早在20世纪50年代就采用了以处理废弃物为目的的废石干式充填工艺,废石干式充填法曾在50年代初期成为中国主要的***方法之一,如1955年有色金属地下开***山中该方法应用比例高达54.8%。干式充填是将掘进废石等干充填料利用运输设备运至待充填地点进行充填的工艺,因其效率低、生产能力小和劳动强度大,已不能满足“三强”(强采、强出、强充)***生产的需要。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。因而,自1956年开始,国内干式充填法所占的比重逐年下降,到1963年在有色矿山的产量仅占0.7%,处于被淘汰的地位。
水砂充填
水砂充填是将充填骨料加水制成质量浓度较低的砂浆,利用管道、溜槽、钻孔等自流输送到待充填地点进行充填的工艺。在水砂充填中水仅仅作为输送物料的载体,充入采空区后,充填料留在采空区,水渗滤出去,沿巷道水沟流入水仓,通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。在自流输送中,充填倍线过大时,产生的沿程阻力大于其势能转化,料浆在输送过程中流态不稳,流速过低,速过高,压力过大,容易产生爆管。我国的水砂充填工艺是从20世纪60年***始采用的,1965年在锡矿山南矿为了控制大面积地压活动,采用了尾砂水力充填工艺,有效地减缓了地表下沉。
尾矿充填站使用的主要设备为高浓度搅拌槽和螺旋输送机。其工作原理为螺旋输送机把尾矿矿浆输送到高浓度搅拌槽,利用转动着的叶轮获得能量,受上、下螺旋方向相反的叶轮作用,形成两股相对流动的矿流,互相冲击、搅拌而使浆料混合均匀。近年来,部分煤矿企业积极探索并实施了煤矸石等固体材料充填、膏体材料充填、高水材料充填等多种充填工艺技术,集成创新了较为成熟的充填开采技术和装备,提高了资源回收率,取得了良好的社会和环境效益,具备了一定的推广应用条件。
对于大、中型选矿厂来说,选矿设备产生大量的尾矿,这些尾矿需要建设大型的尾矿库,不但占用大量大型尾矿库的土地资源,而且极易造成环境破坏。如果尾矿坝缺少维护和监测还容易出现垮坝的危险,给下游造成意想不到后果。
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