專利名稱：一種利用礦山固體廢棄物的膏體聯(lián)合充填方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦山充填技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用礦山固體廢棄物制備高濃度充填材料并與井下廢石進(jìn)行聯(lián)合充填的方法，適用于將地表和井下生產(chǎn)的多種固體廢棄物綜合利用。
背景技術(shù)：
金屬礦產(chǎn)的開發(fā)利用一般需要經(jīng)歷采礦、分選、冶煉三大過程，每一過程均產(chǎn)生大量的固體廢棄物，如采礦廢石、選礦尾砂、冶煉廢渣。這些廢棄物不僅占用大量土地，而且污染環(huán)境。另一方面，對于地下開采的礦山，為了改善井下安全環(huán)境、提高礦石回收率，需要對采空區(qū)進(jìn)行充填。將礦山產(chǎn)生的多種廢棄物作為充填物料，可以大幅度消除礦山采動災(zāi)害， 還能實(shí)現(xiàn)無廢開采，進(jìn)一步提高礦山的節(jié)能減排技術(shù)水平。然而，由于各礦山技術(shù)水平的不平衡，多種固體廢棄物綜合利用過程中存在許多問題。首先，全尾砂粒度較細(xì)，脫水困難，造成充填物料濃度較低，全尾砂的凝結(jié)性能差、強(qiáng)度低；其次，掘進(jìn)廢石塊度較大，難以實(shí)現(xiàn)管道輸送，廢石利用率低；第三，冶煉廢渣質(zhì)硬難磨，破碎效率低；第四，全尾砂膠結(jié)充填膠結(jié)劑單耗大，充填成本較高。為此，有必要尋求新的固體廢棄物利用方法，采用無破碎工藝來綜合利用采選冶產(chǎn)生的廢棄物，從而提高充填物料濃度、降低充填成本、增加廢石利用率，從而降低固體廢棄物地表堆存帶來的環(huán)境危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用礦山固體廢棄物的膏體聯(lián)合充填方法，能夠?qū)⑷采啊⑺阍?、廢石等固體廢棄物綜合利用，提高充填能力，降低充填成本，降低環(huán)境破壞。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種利用礦山固體廢棄物的膏體聯(lián)合充填方法，具體包括以下步驟
首先，在井下采空區(qū)內(nèi)充填不含目標(biāo)金屬或目標(biāo)金屬含量低于邊界品位的塊度為 (T400mm廢石，松散靜止角為40° 45°，廢石充填體積比率為10 45% ；在所述采空區(qū)入口處構(gòu)筑充填隔墻；
然后，將占重量百分比為膠凝劑6. 25 21. 25%、充填骨料53. 75 78. 75%和水15 25% 在攪拌機(jī)中制備成重量濃度在75、5%的膏體膠結(jié)材料；通過充填管道泵送或者在重力作用下沿充填管道自流將所述膏體膠結(jié)材料輸送至采空區(qū)，膏體膠結(jié)材料滲透入廢石的孔隙內(nèi)，凝固后與廢石形成聯(lián)合充填體。進(jìn)一步，所述充填骨料包括質(zhì)量百分比全尾砂6(Γ90%和水淬渣1(Γ40% ；所述全尾砂為金屬礦山選礦廢棄物，呈弱堿性，-20um含量在15、5% ；所述水淬渣指金屬礦山冶煉的工業(yè)固體廢棄物粒度為(T25mm。進(jìn)一步，所述膠凝劑為普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥。進(jìn)一步，所述的充填管道8是指鋼制或PVC耐磨管道，管道規(guī)格為Φ 15(T200mm。
進(jìn)一步，所述的充填隔墻9是指構(gòu)筑在采空區(qū)出口處的阻擋膏體流出采場的人工建筑物，形式包括砼隔墻、柔性隔墻或者木質(zhì)檔墻等。本發(fā)明的有益效果是由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明可針對多種不同性質(zhì)、尺寸的固體廢棄物，這種聯(lián)合充填方法可以增加廢石、水淬渣利用率，使選礦全尾砂、冶煉水淬渣、井下廢石利用率達(dá)到100%，從而做到尾礦不入庫、廢石不出坑、冶煉水淬渣不堆存，從源頭上解決了地表廢棄物地表堆存帶來的環(huán)境和安全問題。這種方法所涉及的裝置大多部件可采用標(biāo)準(zhǔn)件，所涉及的設(shè)備多為常用設(shè)備，現(xiàn)場操作方便，效果可靠。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
首先，在井下采空區(qū)內(nèi)的入口處構(gòu)筑充填隔墻，充填隔墻若為砼隔墻，則厚度為30cm， 砼標(biāo)號C15 C25，養(yǎng)護(hù)期為24h 48h ；采空區(qū)內(nèi)充填目標(biāo)金屬含量低于邊界品位的塊度為(T400mm廢石，松散靜止角為40°，廢石充填體積比率為10% ；然后，將占重量百分比為礦渣水泥6. 25%、充填骨料78. 75% (占質(zhì)量百分比為60%的粒度為(T25mm的呈弱堿性，_20um 含量在15、5%的金屬礦山選礦廢棄物進(jìn)行脫水濃縮，重量濃度在70%和水淬渣40%混合) 和水15%在攪拌機(jī)中制備成重量濃度在75%的膏體膠結(jié)材料；通過沿充填管道自流將所述膏體膠結(jié)材料輸送至采空區(qū)，管道規(guī)格為Φ 150mm，膏體膠結(jié)材料滲透入廢石的孔隙內(nèi)，凝固后與廢石形成聯(lián)合充填體。實(shí)施例2
首先，在井下采空區(qū)內(nèi)的入口處構(gòu)筑充填隔墻，充填隔墻若為柔性隔墻；采空區(qū)內(nèi)充填目標(biāo)金屬含量低于邊界品位的塊度為(T400mm廢石，松散靜止角為45°，廢石充填體積比率為45% ；然后，將占重量百分比為礦渣水泥30%、充填骨料50% (占質(zhì)量百分比為60%的粒度為(T25mm的呈弱堿性，-20um含量在15、5%的金屬礦山選礦廢棄物進(jìn)行脫水濃縮，重量濃度在70%和水淬渣40%混合)和水20%在攪拌機(jī)中制備成重量濃度在80%的膏體膠結(jié)材料；通過沿充填管道自流將所述膏體膠結(jié)材料輸送至采空區(qū)，管道規(guī)格為Φ200πιπι，膏體膠結(jié)材料滲透入廢石的孔隙內(nèi)，凝固后與廢石形成聯(lián)合充填體。實(shí)施例3
首先，在井下采空區(qū)內(nèi)的入口處構(gòu)筑充填隔墻，充填隔墻若為砼隔墻，則厚度為70cm， 砼標(biāo)號C15 C25，養(yǎng)護(hù)期為24h 48h ；采空區(qū)內(nèi)充填目標(biāo)金屬含量低于邊界品位的塊度為(T400mm廢石，松散靜止角為40°，廢石充填體積比率為10% ；然后，將占重量百分比為礦渣水泥6. 25%、充填骨料78. 75% (占質(zhì)量百分比為60%的粒度為(T25mm的呈弱堿性，_20um 含量在15、5%的金屬礦山選礦廢棄物進(jìn)行脫水濃縮，重量濃度在70%和水淬渣40%混合) 和水15%在攪拌機(jī)中制備成重量濃度在75%的膏體膠結(jié)材料；通過沿充填管道自流將所述膏體膠結(jié)材料輸送至采空區(qū)，管道規(guī)格為Φ 150mm，膏體膠結(jié)材料滲透入廢石的孔隙內(nèi)，凝固后與廢石形成聯(lián)合充填體。
權(quán)利要求
1.一種利用礦山固體廢棄物的膏體聯(lián)合充填方法，其特征在于，具體包括以下步驟 首先，在井下采空區(qū)內(nèi)的入口處構(gòu)筑充填隔墻，將不含目標(biāo)金屬或目標(biāo)金屬含量低于邊界品位的塊度為(T400mm廢石，以充填體積比率為10 45%充填進(jìn)所述采空區(qū)內(nèi)，廢石松散靜止角為40° 45° ；然后，將占重量百分比為6. 25 21. 25%的膠凝劑、53. 75 78. 75%的充填骨料和 15^25%的水在攪拌機(jī)中制備成重量濃度在75、5%的膏體膠結(jié)材料；通過充填管道泵送或者在重力作用下沿充填管道自流輸送至采空區(qū)中，所述膏體膠結(jié)材料滲透入上述經(jīng)步驟充填的廢石的孔隙內(nèi)，凝固后與廢石形成聯(lián)合充填體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用礦山固體廢棄物的膏體聯(lián)合充填方法，其特征在于所述充填骨料包括質(zhì)量百分比60、0%的全尾砂和1(Γ40%的水淬渣；所述全尾砂為金屬礦山選礦廢棄物，呈弱堿性，-20um含量在15、5% ；所述水淬渣指金屬礦山冶煉的工業(yè)固體廢棄物粒度為(T25mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用礦山固體廢棄物的膏體聯(lián)合充填方法，其特征在于所述膠凝劑為普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥。
全文摘要
本發(fā)明一種利用礦山固體廢棄物的膏體聯(lián)合充填方法，首先，在井下采空區(qū)的入口處構(gòu)筑充填隔墻，充填不含目標(biāo)金屬或目標(biāo)金屬含量低于邊界品位的塊度為0~400mm廢石，松散靜止角為40°～45°，廢石充填體積比率為10～45%；，然后，將占重量百分比為6.25～21.25%膠凝劑、充填骨料53.75~78.75%和水15~25%在攪拌機(jī)中制備成重量濃度在75~85%的膏體膠結(jié)材料；通過充填管道泵送或者在重力作用下沿充填管道自流將膏體膠結(jié)材料輸送至采空區(qū)，膏體膠結(jié)材料滲透入廢石的孔隙內(nèi)，凝固后與廢石形成聯(lián)合充填體。該方法使選礦全尾砂、冶煉水淬渣、井下廢石利用率達(dá)到100%，做到尾礦不入庫、廢石不出坑、冶煉水淬渣不堆存，從源頭上解決了地表廢棄物在地表堆放的環(huán)境和安全問題。
文檔編號E21F15/08GK102155261SQ201110054748
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者嚴(yán)慶文, 何世林, 劉曉輝, 吳愛祥, 焦華喆, 王洪江, 陳進(jìn), 韓斌 申請人:北京科技大學(xué)