專利名稱：利用鹽類礦床開采尾鹽的干式膠結(jié)充填方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦床采空區(qū)的充填方法，特別是一種利用鹽類礦床開采尾鹽的干式膠結(jié)充填方法，它適用于對鉀石鹽或光鹵石礦床采用地下開采方式形成的采空區(qū)進行充填。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中主要有兩類充填方式，鹽類礦床開采形成的采空區(qū)利用液體進行充填，其材料主要為飽和鹵水；金屬非金屬礦床采用地下開采方式采礦形成的采空區(qū)一般都采用尾砂膠結(jié)充填。利用飽和鹵水充填采空區(qū)的方式一般只適用于水溶開采的鹽類礦床。鹽類礦床采用水溶開采時，在開采后的溶洞內(nèi)充入飽和鹵水對頂板起到支撐作用，保護地表防止地面塌陷。但是當(dāng)鹽類礦床采用地下開采形式時井下有大量人員、設(shè)備再把大量鹵水充入井下對開采作業(yè)形成安全隱患。另外空區(qū)內(nèi)鹵水會跟礦柱發(fā)生作用軟化礦柱，降低礦柱強度，不利于井下空區(qū)的穩(wěn)定性。因此該充填方法用在地下開采的鉀鹽類礦床的采空區(qū)可行性不大。在金屬非金屬礦山地下開采大多采用高濃度的尾砂膠結(jié)充填，較高濃度的尾砂與水泥或其他膠結(jié)材料混合后通過泵送至采空區(qū)進行充填，尾砂與膠結(jié)材料凝固后形成穩(wěn)定的充填體。在鹽類礦床的開采中由于尾礦主要為NaCl和MgCl2，而這些材料的特性決定了其不能與水泥等一般膠結(jié)形成穩(wěn)固的充填體。如采用沙、石等材料膠結(jié)充填雖然可以形成穩(wěn)固的充填體達滿足充填要求，但是鹽類礦石加工出來的大量尾鹽只能堆存在地面，不僅占用大量土地且會對環(huán)境造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明一種新型尾鹽干式膠結(jié)充填方法，該充填方法即避免了大量飽和鹵水對開采安全性的不利影響，又保護了地面預(yù)防塌陷及下沉，同時綜合利用了尾鹽廢料，保護了環(huán)境。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種利用鹽類礦床開采尾鹽的干式膠結(jié)充填方法，其特點是
該方法的充填材料為鉀石鹽或光鹵石礦石經(jīng)選礦加工后的尾鹽；尾鹽的主要成份為 NaCl，或者為NaCl和MgCl2，且NaCl與MgCl2的摩爾比不小于1 ；
所述的充填方法為干式充填，充填材料為固體狀態(tài)，采用溜井自溜、井下汽車、皮帶運輸方式之一或者前述幾種方式結(jié)合的聯(lián)合運輸形式將充填材料運到井下；
所述的充填方法為膠結(jié)充填；當(dāng)尾鹽的主要成份為NaCl和MgCl2時，在充填材料中添加膠結(jié)劑，所述的膠結(jié)劑為粘土或飽和NaCl鹵水。 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)。以上所述的充填方法，其特點是充填時，充填材料充分混合，分層充填，一次充填厚度為30(T500mm，按照先拋擲充填材料，然后按需要噴灑飽和NaCl鹵水或者松散粘土，最后碾壓的工藝循環(huán)進行充填。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)。以上所述的充填方法，其特點是充填材料中，尾鹽NaCl的水份含量不高于10% ；尾鹽MgCl2是將以 MgCl2 · BH2O形式存在的尾鹽通過高溫強蒸發(fā)得到含2、個結(jié)晶水的鎂片。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案來進一步實現(xiàn)。以上所述的充填方法，其特點是在盤區(qū)內(nèi)劃分礦房采礦，同一個礦房內(nèi)充填作業(yè)與采礦作業(yè)交替進行；當(dāng)?shù)V體厚度小于5m時按一層回采，當(dāng)?shù)V體厚度大于5m時采用上向分采充填回采；每層回采厚度細左右，回采一層充填一層，然后在充填體上面繼續(xù)回采上面一層；一個礦房回采完一層礦后開始進行充填作業(yè)。下面對本發(fā)明方法進行進一步描述。一、選用合適的充填材料
本發(fā)明充填方法為尾鹽干式膠結(jié)充填法，其主要充填材料為鉀石鹽或光鹵石礦石經(jīng)選礦加工后的尾鹽，主要成分為NaCl或者NaCl與MgCl2。一般加工廠出來的尾鹽只是經(jīng)過濃密機脫水，其含水量一般達20%以上，因此不能滿足干式充填的要求。尾鹽NaCl可以經(jīng)過離心機脫水使其水份含量降到最低一般為10%以內(nèi)。而MgCl2 —般是以MgCl2 · 6H20形似存在，因此最好通過高溫強蒸發(fā)得到含2、個結(jié)晶水的鎂片。尾鹽堆存在尾鹽池中供充填使用，如不能及時充填需要在尾鹽池中堆存較長時間，為了延緩MgCl2潮解必須分別將兩種尾鹽裝袋密封再堆存到尾鹽池。二、選用有效的膠結(jié)材料
本發(fā)明為了使兩種主要充填材料充填到采空區(qū)后能更好固結(jié)，形成的充填體強度更高，必須選用合適的膠結(jié)劑。根據(jù)鹽溶液過飽和結(jié)晶凝固的原理通過實驗研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)飽和鹵水或者松散粘土可作為尾鹽的膠結(jié)材料。松散粘土是指由多種水合硅酸鹽和一定量的氧化鋁、堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物組成的普通粘土。粘土礦物的顆粒細小，在膠體尺寸范圍內(nèi)，呈晶體或非晶體，為片狀、管狀或棒狀。飽和鹵水指NaCl飽和溶液。并且這兩種膠結(jié)材料具有分布廣、容易采收、成本低廉，充填運輸方便的優(yōu)點。本發(fā)明充填材料通過與膠結(jié)劑(飽和NaCl鹵水或松散粘土)中的水份作用形成 NaCl和水氯鎂石(MgCl2 ·6Η20)的結(jié)晶體具有一定的強度。膠結(jié)材料的用量主要根據(jù)NaCl 和MgCl2的比例確定，當(dāng)充填材料NaCl和MgCl2中已經(jīng)含有水份，加入膠結(jié)材料必須減去充填材料中的含水量。其最大量可根據(jù)下列公式計算
權(quán)利要求
1.一種利用鹽類礦床開采尾鹽的干式膠結(jié)充填方法，其特征在于該方法的充填材料為鉀石鹽或光鹵石礦石經(jīng)選礦加工后的尾鹽；尾鹽的主要成份為 NaCl，或者為NaCl和MgCl2，且NaCl與MgCl2的摩爾比不小于1 ；所述的充填方法為干式充填，充填材料為固體狀態(tài)，采用溜井自溜、井下汽車、皮帶運輸方式之一或者前述幾種方式結(jié)合的聯(lián)合運輸形式將充填材料運到井下；所述的充填方法為膠結(jié)充填；當(dāng)尾鹽的主要成份為NaCl和MgCl2時，在充填材料中添加膠結(jié)劑，所述的膠結(jié)劑為粘土或飽和NaCl鹵水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充填方法，其特征在于充填時，充填材料充分混合，分層充填，一次充填厚度為30(T500mm，按照先拋擲充填材料，然后按需要噴灑飽和NaCl鹵水或者松散粘土，最后碾壓的工藝循環(huán)進行充填。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充填方法，其特征在于充填材料中，尾鹽NaCl的水份含量不高于10% ；尾鹽MgCl2是將以MgCl2 · BH2O形式存在的尾鹽通過高溫強蒸發(fā)得到含2、 個結(jié)晶水的鎂片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充填方法，其特征在于在盤區(qū)內(nèi)劃分礦房采礦，同一個礦房內(nèi)充填作業(yè)與采礦作業(yè)交替進行；當(dāng)?shù)V體厚度小于5m時按一層回采，當(dāng)?shù)V體厚度大于 5m時采用上向分采充填回采；每層回采厚度左右，回采一層充填一層，然后在充填體上面繼續(xù)回采上面一層；一個礦房回采完一層礦后開始進行充填作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用鹽類礦床開采尾鹽的干式膠結(jié)充填方法，其特征在于該方法的充填材料為鉀石鹽或光鹵石礦石經(jīng)選礦加工后的尾鹽；尾鹽的主要成份為NaCl，或者為NaCl和MgCl2；充填材料為固體狀態(tài)，采用溜井自溜、井下汽車、皮帶運輸?shù)确绞綄⒊涮畈牧线\到井下；所述的充填方法為膠結(jié)充填；當(dāng)尾鹽的主要成份為NaCl和MgCl2時，在充填材料中添加膠結(jié)劑，所述的膠結(jié)劑為粘土或飽和NaCl鹵水。本發(fā)明方法通過尾鹽干式膠結(jié)充填可在空區(qū)形成具有一定強度的充填體，可有效的防止礦柱及圍巖破壞、預(yù)防地面塌陷及下沉、維護回采安全。它利用了大量的尾鹽，大大減少了堆存占地面積，對礦區(qū)地表及周邊的生態(tài)環(huán)境起到有效的保護。
文檔編號E21C41/20GK102562145SQ20111041736
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者張春方, 牛明遠 申請人:中藍連海設(shè)計研究院