全尾砂胶结充填技术应用和改造实施膏体充填探讨.pptx

全尾砂胶结充填技术应用和改造实施膏体充填探讨冯英俊主要内容1.企业基本情况济南钢城矿业有限公司原为济南张马屯铁矿位于济南市的东郊1966年11月建矿因水文地质条件复杂1977年11月部分投产形成年产20万吨矿石的生产规模。1990年并入济南钢铁集团公司称为济钢张马屯铁矿2000年根据济钢股份公司上市需要注册为有限责任公司是济南钢铁集团有限公司的全资子公司。矿山在1993～1997年实施扩产工程后生产能力达到年产原矿50万吨、铁精矿33万吨。现已发展成以自有矿山采选生产为主外购矿石、煤炭加工并举的综合型资源企业成为济钢集团公司的重要原料基地。建矿以来一直开采的张马屯铁矿床属矽卡岩型磁铁矿床位于矿区中部济南辉长岩体东部接触带是济南铁矿区中规模较大的一个隐伏矿床由Ⅰ、Ⅱ号两个主要矿体和少量零星矿体组成。矿体范围内为平原地形地势平坦标高在29～33m之间。地表为村庄农田又紧邻胶济铁路和公路无河流通过无汇水体矿体埋藏深。累计探明储量2883.8万吨平均地质品位54%属高硫半自熔高炉富矿。张马屯铁矿床是国内罕见的大水矿床水文条件极其复杂先后投入巨大资金进行水文地质勘探和地下水治理工程。在1970～1975年对该矿床进行了大规模的水文地质勘探表明该矿床水文地质条件极为复杂矿坑涌水量特别大预测﹣360（最低开采水平）坑道涌水量41.4万m3/d。确定采用“以堵为主排、堵结合”的防治水方法。1975年12月至1979年9月对7勘探线以东、水文地质条件相对简单的Ⅰ号矿体实施了小帷幕注浆堵水试验工程。借鉴小帷幕注浆堵水的成功技术经验于1993年3月到1996年12月对矿床西段（7勘探线以西）的矿体实施大帷幕注浆堵水工程。堵水效果达85%以上保障了矿床的安全开采开辟了我国特大水矿山帷幕注浆治水的先河。1993年矿山与长沙矿山研究院合作成功研究应用了具有国际领先水平的全尾砂胶结充填综合技术建成了国内第一个全尾砂胶结充填系统和高炉水渣细磨系统实现了选矿不设尾矿库的绿色选矿目标。在此基础上进一步完善采矿工艺形成了不留矿柱的分段空场嗣后充填采矿新工艺提高矿石回采率20%以上。资源化综合利用废石和矿坑水将采矿的废石加工成建筑用的石子将矿坑水输送到集团供冶炼使用。实现了采矿、选矿、充填互为原料、综合平衡的良性闭路循环建成了年产矿石50万吨铁精粉33万吨的安全、高效、无废排放的生态文明矿山。公司在帷幕注浆堵水和全尾砂胶结充填技术方面积累了比较丰富的经验为国内地下金属矿山提供了范例在一些同类型矿山已得到了很好的应用；也被教材、专家学者研究引用。2.全尾砂胶结充填技术及应用2.1项目背景如果将选厂产出的尾矿全部充入井下采空区既解决了地表无法设尾矿库的难题又满足了井下充填料的需求。同时在尾矿中再加入一定量的胶凝材料保证充填体达到适宜的强度使回采矿柱成为可能提高了矿石综合回收率充分利用矿产资源可获得更好的技术经济效果。经过慎重决策矿山从1993年6月开始与长沙矿山研究院合作共同试验研究和应用全尾砂胶结充填技术目标主要有两个：其一是解决充填料的不足和地表无法建造尾矿库选厂尾砂须返回井下充填采空区实现采、选、充的综合平衡；其二是回采矿柱提高矿石的回收率。全尾砂胶结充填技术的成功研究应用实现了预期的目标。2.2难点2.3全尾胶结料浆制备系统2.3.2全尾砂胶结充填系统根据试验结果设计建设了全尾砂胶结充填系统于1994年7月建成投产受场地的限制系统全部建在矿区院内由充填料浆制备系统由尾砂输送线；水泥输送线；供水线和砂浆制备线四条生产线组成。全尾砂胶结充填料制备站工艺流程图2.4料浆输送2.5灰砂比和料浆浓度2.6生产应用效果3.高炉水渣代替部分水泥充填3.1高炉水渣细磨的胶凝性3.2高炉水渣细磨系统高炉水渣细磨工艺流程图3.3生产应用效果4.全尾砂胶结充填应用综合评价⑴、采用高速活化搅拌技术实现了粒级细（﹣200目占60％以上）、泥化严重尾砂的不分级充填全部不设尾矿库。⑵、全尾砂胶结充填技术在张马屯铁矿的应用实现了采矿、选矿和充填良好的闭路循环作业开创了在地表不设尾矿库的无废矿山先例为我国矿山环保提供了宝贵经验。⑶、将高炉水渣细磨至﹣200目占60%以上代替充填水泥50%-70%不仅凝固快强度高充填效果好而且能大幅度降低充填成本。⑷、应用全尾胶结充填工艺及时充填采空区形成的充填体直立高度接近60m直立性和稳定性好抗爆破冲击能力强能够代替矿柱控制地压实现不留矿柱开采可以大幅提高矿石回采率延长了矿山寿命充分利用了矿产资源获得巨大的经济效益和社会效益。公司在此基础上进一步对采矿工艺的结构参数进行优化将矿块划分成一、二步回采矿房不留矿柱先回采一步矿房全尾砂胶结充填后再回采二步矿房形成了不留矿柱的分段空场嗣后充填采矿新工艺提高矿石回采率20%以上。5.需要改进完善的问