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充填论文

充填理论与技术作业

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姓名：

刘涛

学号：

105512089

专业：

矿业工程

完成时间：

2010年12月20日

资源与安全工程学院

目录

目录2

水泥-分级尾砂材料充填工艺研究4

第一章充填采矿法在我国应用现状及前景4

1.1前言4

1.2充填采矿法在国内外的应用现状4

1.2.1充填采矿法特点4

1.2.2充填采矿法在国外的应用现状5

1.2.3充填采矿法在国内的应用现状5

1.3充填采矿法的发展方向7

1.3.1向无轨机械化、回采连续化发展7

1.3.2.新型充填材料、化学添加剂逐步扩大应用7

1.3.4.充填力学研究向现场连续监测与预报发展8

1.3.5.充填模式向生态化、无公害化发展9

1.4针对国内充填采矿法的应用现状的思考9

第二章水泥—分级尾矿的介绍11

2.1水泥11

2.2尾砂11

2.2.1尾砂的定义11

2.2.2分级尾砂11

2.2.3尾砂的处理方法12

第三章国内采用水泥—分级尾砂充填法的矿山介绍13

3.1分级尾砂在武铜山铜矿的应用13

3.2分级尾砂胶结充填在金川镍矿的应用13

第四章水泥分级尾砂充填材料15

4.1水泥—分级尾砂充填材料渗透性15

4.1.1分级尾砂性能及其水流的渗透15

4.1.2分级尾砂性能指标15

4.1.3充填料浆渗透试验16

4.1.4渗透性能分析17

4.2水泥—分级尾砂充填材料浆的沉降性17

4.2.1尾砂取样及其物理参数的测定18

4.2.2充填体料浆沉降实验18

4.2.3分级尾砂充填料浆性能分析19

参考文献21

水泥-分级尾砂材料充填工艺研究

第一章充填采矿法在我国应用现状及前景

1.1前言

尾矿砂是固体矿物矿山开采选矿过程中的废弃产物，传统的方法是将选矿后的尾砂堆积存放在地表建造的尾砂库中，如要开采1个矿石储量8000—9000万吨的中型铁矿，所产生尾砂总量将达到4000万～5000万吨尾砂库占用大量土地[1]，且部分矿种尾矿会造成地表水及大气粉尘污染。

若尾砂库坝体垮塌会造成国家和人民财产、生命的巨大损失。

如2000年10月18广西南丹县大厂矿区酸水弯尾砂库垮塌造成28人死亡，50人受伤。

分级尾砂胶结充填是采用两相流管道输送，为了解决井下充填料脱水问题，对尾砂充填料渗透系数要求较高。

分级尾砂相对于全尾砂，具有良好的渗透、沉降、脱排水等性质[2]，许多矿山采用分级尾砂加水泥进行采空区充填，以此来满足尾砂充填脱水需要，减小安全隐患．水泥一分级尾砂的研究对安全生产具有重要现实意义。

1.2充填采矿法在国内外的应用现状

1.2.1充填采矿法特点

地下矿山的采矿方法分为三大类：

空场法，崩落法和充填法。

近几十年以来，随着我国倡议建设绿色矿山，提高资源的综合利用率，努力争取节能减排，尽可能的最大范围的保护环境，科学发展的模式得到人们的普遍认同。

21世纪以来，随着科技和经济日新月异的发展，充填采矿法在我国现有的地下矿山得到了广泛的应用。

究其原因有以下几点：

（1）矿石回采率高，贫化率低，采选放入综合经济效益比较好。

充填法可以最大限度的将地下的矿体采出。

（2）减少地面尾矿库的占地面积，并且很多矿山废石用于采空区的充填，做到了废石不出坑，很好的保护了生态环境。

（3）充填采矿法适用的岩石条件比较宽松，对顶板的要求不是太苛刻。

开采地面需要保护的矿床，使用充填法可保护地面不发生陷落；充填法开采有自燃倾向的矿床，可有效的防止火灾的发生。

（4）随着矿山的发展，全面机械化，采用凿岩台车打钻凿岩，铲运机出矿，锚杆台车支护锚杆、锚索护顶等，使充填法成为高效率可推行至广泛使用的采矿方法；大力开展了充填理论的研究，推广了充填料输送管路化，充填系统的自动控制，寻找了代替水泥的胶凝材料，采用高浓度均质流的浆体输送，从而使充填体强度提高，成本下降。

（5）随着矿山的不断开采，很多矿山由地下逐渐转至深部，例如我我矿——三山岛金矿，还有红透山铜矿等，开拓工程已到地下一千米左右，而充填法是深部开采的有效方法，可以很好的控制地压和岩爆活动。

1.2.2充填采矿法在国外的应用现状

充填采矿法的研究在国外发展较早。

1930年霍恩矿山公司首次试验磁黄铁矿尾砂和炼铜炉渣干式充填获得成功。

20世纪50年代，澳洲一些地下金属矿山，以水力充填取代了早期使用的干式充填。

1962年加拿大Food矿首次采用尾砂和水泥胶结充填。

1969年澳大利亚芒特艾萨铜矿首次采用水泥胶结充填回采底柱，同时进行铅锌铜冶炼炉渣代替水泥的研究。

20世纪70年代，尾砂胶结充填工艺开始在金属矿山推广应用。

1993年加拿大发展了膏体充填技术，膏体充填技术的出现只是近10年的事，但发展极为迅速。

一些矿业发达国家，如澳大利亚，1997年8月建成的大型地下矿山坎宁顿（Cannington）矿，就采用了膏体充填系统，而芒特艾萨矿业公司为开采深部的3500矿体，在1998年底建成一个膏体充填系统。

可以说10年内加拿大矿山采用高浓度尾砂充填料将会成为规范。

由于经济的需要，许多矿山应用了空场法采矿，并进行嗣后充填。

特别是在20世纪50～60年代后，各国都加大了充填采矿所占的比重，有关国家还围绕灾害控制制定了相应规范，可以说充填采矿法将是采矿技术研究的重点。

1.2.3充填采矿法在国内的应用现状

我国充填采矿法的发展经历了四个阶段：

第一阶段为20世纪50年代的干式充填，1955年我国干式充填采矿法在有色金属地下开采中占38.2%，在黑色金属地下开采中高达54.8%，但由于当时设备比较落后，技术水平比较低，从采矿工效、生产能力及成本上制约了充填采矿技术的发展，至1963年，有色矿山中充填采矿法的应用比重降至0.7%；第二阶段为20世纪60、70年代以分级尾砂、河砂、风砂、碎石等为集料的水砂充填和胶结充填工艺，1960年，湘潭锰矿为了防止矿坑内因火灾，采用了碎石水力充填技术，1965年锡矿山南矿为了控制采场大面积地压，使用了尾砂水力充填工艺，1968年凡口铅锌矿为了满足采矿工艺要求，首次采用分级尾砂和水泥胶结充填工艺；第三阶段为20世纪80年代发展起来的全尾砂高浓度胶结充填、高水速凝全尾砂固化胶结充填和块石胶结充填工艺，上世纪80年代末，凡口铅锌矿和金川有色金属公司开始试验全尾砂充填，同时高水速凝充填技术在煤矿开始应用，1988年大厂铜坑矿采用了块石胶结充填工艺；第四阶段为20世纪90年代发展起来的膏体泵送充填工艺，1997年金川有色金属公司二矿区建成了膏体泵送充填系统，1999年大冶有色金属公司也采用了膏体泵送充填技术。

此后，随着各种新型充填工艺、新型胶结材料的成功应用，极大地推进了我国充填采矿技术的发展。

近20多年来，我国在充填材料、工艺、技术理论等方面取得了很多的成果和进展。

主要集中在如下几个方面：

（1）利用岩体力学和充填体力学的理论，研究合理的采场结构、回采方案和充填体承载机理；

（2）利用无机化学、有机化学、胶体化学等相关理论研究新的充填胶凝材料和添加剂；

（3）利用流体力学、固液两相流理论研究充填材料输送工艺及参数；

（4）采用高效率设备和电控仪表，改革出新的采矿方法，实现地下矿采、出、充的机械化、自动化及连续作业。

其意义在于：

提高矿产资源回收率，降低作业成本，提高生产效率，减轻劳动强度，保护矿山环境，为生产提供安全良好的工作条件。

总之，充填采矿技术成果丰硕，特别是近年来，先后出版了不少充填采矿专著，充填采矿技术理论的研究和发展大大推进了地下矿开采的科技创新。

充填采矿法在我国的发展和推广速度是令人瞠目结舌，大大促进了我国采矿技术的发展，并完善和改进了采矿方法理论，更好的指导我国矿山的地下开采。

但是，充填采矿的技术研究和应用方面，还存在着一些问题。

1.3充填采矿法的发展方向

1.3.1向无轨机械化、回采连续化发展

现代充填采矿技术己将低效率的充填工艺改造成为大规模高效率的先进的采矿工艺。

斜坡道与各种类型无轨采掘设备的应用，使井下作业面貌发生巨大变化。

井下工人劳动条件得到很大改善，采场生产能力和劳动生产率大幅度提高。

据称，国内矿山已有53种型号800多台铲运机（LHD）在运行，铲斗容积最小的0.38码，最大的已达6.1码，其中柴油驱动占70%，电力驱动占30%。

拥有铲运机的矿山有56座。

白银有色金属（集团）有限责任公司小铁山铅锌矿先后引进地下无轨采掘及辅助设备12台（套），实现了采掘无轨机械化。

装备有瑞典水星—14单臂液压凿岩台车4台，美国EST2D铲运机4台，中国金川JCCY2A铲运机4台，铲斗容积为2码，即可每年采出矿石30万吨，生产能力达到800～1200吨/天；又如安庆铜矿采用120米以上高阶段大孔径崩矿嗣后一次充填采矿法，瑞典Simba-251潜孔钻机钻凿直径为165毫米垂直下向深孔，美国ST-SC（斗容3.8耐）铲运机出矿及大规模连续振动出矿，采场综合能力达到750～800吨/天。

1.3.2.新型充填材料、化学添加剂逐步扩大应用

矿山充填材料主要由骨料和胶结剂两部分组成，骨料大多数就地选取廉价的可用物料，不足部分就地选料破碎加工，而胶结剂绝大多数矿山选用普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，少量矿山掺入粉煤灰、赤泥、石灰等物料。

目前适用于矿山充填特点的专用水泥还不多见。

高水速凝材料是一种典型的专用充填胶结剂，其在硬岩矿山的应用仍处于试验研究和推广阶段。

除了常规的充填材料，如砂石集料、水泥、粉煤灰、炉渣以及水之外，在充填料制备之前或混合之后直接加入的材料以外加剂，己在国内外一些矿山开始研究和试用。

例如速凝剂用来缩短凝固时间，缓凝剂用来延长凝固时间，减水剂用来改善易性和提高强度，减阻剂用来降低高浓度物料的管道输送阻力等，其目的是为了提高充填料的物理性能，包括强度、稳定性、可输送性、可泵性、和易性以及浇注性等，这些特性满足于充填与采矿工程需要。

特别是减水技术和水化过程控制技术已在国外矿山生产中应用。

许多化学添加剂如絮凝剂、减水剂、诚阻剂、泥浆杂物快速固化剂等也在矿山得到了不断应用，依赖水泥单一品种的局面将会得到改变。

1.3.3.充填设施、机械、监测仪表将不断更新

在充填设施中，充填料贮仓的作用是十分重要的，但往往被人们所忽视。

贮存干料的卧式贮仓较为简单，而采用湿法处理技术产出的分级尾砂或全尾砂的贮存通常用立式贮仓，要求贮仓中以高浓度料浆（例如65%～70%）稳定的、可靠的排出，对制备优质充填料十分重要。

因此，对现代两相散体流动特性与理论研究十分必要。

对现行使用的几种立式贮仓：

半球形底部结构多点放砂型、锥形底部单点放砂型以及带搅拌器的贮罐型进行综合分析评价，并开发研究和设计出无搅拌器重力排放充填料贮仓，对浆体充填系统或膏体充填系统都是十分必要的。

澳大利亚Wollongong大学松散固体与颗粒技术中心已开展了这方面的研究。

充填料制备的专用混合搅拌机得到进一步发展，出现了立式强力搅拌机、卧式叶片搅拌机、卧式圆筒旋转搅拌机、卧式双轴螺旋搅拌输送机以及水泥活化搅拌机、高剪力高速搅拌机等。

由于尾砂充填的广泛应用，处理尾砂的分级脱泥设备、各种类型、各种尺寸的水力旋流器，输送尾砂的各种耐磨砂泵、油隔离泵、隔膜泵等，特别是全尾砂技术的开发，促进了连续脱水技术和脱水设备的发展，大型盘式过滤机和大型水平带式真空过滤机研制水平有了较大的提高，过滤效率和处理能力完全可以满足生产需要。

充填搅拌站常规的国产监测仪表己由II型发展到m型，涡街流量计、电磁流量计、质量流量计、超声波流量计、同位素密度计、各种料位计、液位计、电子秤等己经得到普遍应用，技术等级更高的智能化仪表、核子秤、远传电子压力表也在少数充填系统中应用。

但是选用于高浓度和高体管道输送监测压力的仪表还不够完善，尤其是井下充填管网的监测仪表还极少，这也是国内外矿山需要解决的问题。

1.3.4.充填力学研究向现场连续监测与预报发展

许多应用充填采矿法的矿山，对充填体的作用及其对采场围岩稳定性影响的研究都比较重视，经常联合科研院校并注入了相当多的资金开展试验研究，主要通过原岩应力测量和矿岩的物理力学性质检测及在井下采场充填体中和上、下盘围岩中埋设各种应力、应变仪器来实测相关参数，再将这些参数按预定建立的数学模型输入计算机进行演算，从而得出一定的结论。

1995年，白银有色（集团）有限责任公司和瑞典吕律欧大学合作，按上述程序完成了中国-瑞典关于小铁山铅锌矿矿区的岩石力学研究报告，主要对机械化上向进路式尾砂胶结充填采矿法采场及附近围岩进行大量数据整理分析，得出了小铁山铅锌矿的地压基本规律。

1994年，美国矿务局月一佛岩石力学研究中心与中国合作开展矿山岩石力学研究，其中拟在金川建立一套宽频带微震监测系统，对地下开采过程中的地压活动进行长期的监测，但因为投资太大而未能实现。

这说明类似金川这样工程地质条件复杂的大型矿山，建立长期的地压活动连续监测与GPS预报系统，进行地下开采稳定性的研究是十分必要的。

1.3.5.充填模式向生态化、无公害化发展

采矿工业在提供原材料的同时也不可避免地破坏自然环境。

随着矿产需求量的增加，由资源开发利用引发的环境破坏和废料排放己成为全球性的严峻问题。

因此，尽量使矿山固体废料不向地面排放和采空区被有效地充填，已是急待研究解决的重大课题。

按照工业生态学的观点，解决矿山环境问题最有效的途经是将矿山废料转化为资源被重新利用。

生态的充填模式就是要将矿山的各个工序作为一个系统对待，把矿山充填作为固体废料资源化的一个有效手段，实现矿山固体废料排放最小化，从根本上解决矿山环境保护问题。

新的充填模式由三个基本要素组成:

①内循环技术②经济效益③废料流量。

第一要素是必要条件，即该充填模式必须以低成本、高效率和高可靠性能的充填技术作为支撑，是其核心要素；第二要素为充分条件，在该充填模式下能够实现经济平衡甚至获取新增效益；第三要素则表征废料的资源化程度。

这一充填模式将实现固体废料排放量最小甚至为零。

1.4针对国内充填采矿法的应用现状的思考

（1）因地制宜，敢于创造新的采矿工艺

充填采矿技术应该结合矿山特点、矿床开采技术条件，发明或创造一些与其他采矿技术相结合的新型采矿法。

例如对于像我矿的平里店矿区的矿床，属于缓倾斜极薄矿脉开采，可用矿岩分掘，废石抛掷充填空区，即削壁充填和爆力运矿相结合的采矿法。

对于厚大而矿岩较稳固的矿体，例如新立矿区的矿床，可以尝试用浅孔和中深孔钻机开采，大大提高落矿效率，对提高矿山的产量起到举足轻重的作用。

采后空区用尾砂胶结、块石胶结或高水材料充填，即阶段连续回采快速充填工艺，既降低成本，又增大效率。

（2）开发研制低成本、高强度的新型充填固结材料

高水材料优点是可以使用全尾砂，充填体固结速度快，充填料无重力水排出，因而避免了井下环境污染并节约了排水费用，充填料可以低浓度远距离输送，充填效率高。

但是，如果充填体强度不高，这种固结材料在应用过程中极易风化，脱水后强度有所降低，另外材料成本价格高。

在矿山和其他工程应用中，没有长期稳固性证明其有抵抗爆破震动性与冲击性，抵抗各种性质渗滤水腐蚀性，以及抵抗地应力作用变形破坏与地热作用、冰冻作用等特性。

为此，需要加强对高水材料的长期性能研究。

（3）研制高效矿山充填设备，提高矿山充填自动控制与自动化水平。

矿山充填系统的自动化程度的高低，直接影响和制约矿山的发展，但是由于国产的相关设备技术性能稳定性差，遏制了矿山充填技术的发展。

所以，必须加强研制高效浓密设备（如：

高效浓密机、陶瓷过滤机、真空过滤机、盘式过滤机等），为高浓度全尾矿浆的制备提供有效保证；同时，研究减少或消除充填设备磨损和腐蚀的方法。

更重要的是要研制高浓度输送设备，采用压排设备输送，目的调节各段输送压力，防止输送堵管现象；对于充填系统卸料浓度和物料流量的自动控制技术正常化，最为关键的是要研制和引进适合于矿山应用的自动化设备和仪表，建立真正意义上的自动控制系统，从而调节充填系统的全尾矿卸料、充填固化材料和清水等物流量来自动调节充填浓度。

（4）深部充填采矿技术

随着矿床开采的不断延伸，采场范围扩大，地压增高，尤其是高地应力矿区，不仅采场突变失稳风险在增加，而且潜在的危害也加大。

所以，进行深部充填采矿可以解决采场不平衡应力的传递和调整，其传递和调整的结果，可能导致原岩应力场再次处于平衡状态，对于今后的矿山开采将是一个长期努力的发向和一个艰巨的科技攻关[3]。

第二章水泥—分级尾矿的介绍

2.1水泥

水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。

加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

水泥按其主要水硬性物质名称分为:

（1）硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥；

（2）铝酸盐水泥；

　（3）硫铝酸盐水泥；

　（4）铁铝酸盐水泥；

　（5）氟铝酸盐水泥；

（6）以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。

2.2尾砂

2.2.1尾砂的定义

尾砂就是选矿厂在特定的经济技术条件下,将矿石磨细,选取有用成分后排放的废弃物。

　一般由选矿厂排放的尾矿矿浆经自然脱水后形成的固体矿物废料,是固体工业废料的主要成分.其中含有一定数量的有用金属和矿物,可视为一种复合的硅酸盐\碳酸盐等矿物材料.尾矿中主要有用组分的含量称为尾矿品位。

2.2.2分级尾砂

为了提高尾砂胶结充填体强度，降低充填成本，矿业科技人员对尾砂胶结充填体强度的影响因素进行了大量的研究。

普遍认为水泥的质量分数是影响充填体强度的决定性因素，料浆浓度时影响充填体强度的主要因素。

目前人们对尾砂级配对充填体强度的影响研究较少，大量的矿山实践证明，尾砂级配与其胶结强度相关。

[4]

2.2.3尾砂的处理方法

（1）首先要尽量做好尾矿资源有用组分的综合回收利用，采用先进技术和合理工艺对尾矿进行再选，最大限度地回收尾矿中的有用组分，这样可以进一步减少尾矿数量。

有的选矿厂向无尾矿方向发展。

（2）尾矿用作矿山地下开采采空区的充填料，即水砂充填料或胶结充填的集料。

尾矿作为采空区的充填料使用，最理想的充填工艺是全尾矿充填工艺，但目前仍处于试验研究阶段。

在生产上采用的都是利用尾矿中的粗粒部分作为采空区的充填料。

选矿厂的尾矿排出后送尾矿制备工段进行分级，把粗砂部分送井下采空区，而细粒部分进入尾矿库堆存。

这种尾矿处理方法在国内外均已得到应用。

   （3）用尾矿作为建筑材料的原料：

制作水泥、硅酸盐尾砂砖、瓦、加气混凝土、铸石、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土集料、微晶玻璃、溶渣花砖、抱沫玻璃和泡沫材料等。

   （4）用尾砂修筑公路、路面材料、防滑材料、海岸造田等。

   （5）在尾矿堆积场上覆土造田，种植农作物或植树造林。

   （6）把尾矿堆存在专门修筑的尾矿库内，这是多数选矿厂目前最广泛采用的尾矿处理方法。

第三章国内采用水泥—分级尾砂充填法的矿山介绍

3.1分级尾砂在武铜山铜矿的应用

武山铜矿自1990年后采用分层进路水砂充填采矿法，不添加胶结材料。

2004年，武山铜矿与长沙矿山院合作，在南矿带武山村充填站改建了一套胶结充填工艺系统，在南矿带W4、W5进行下向胶结充填试验，充填浓度达到了68％左右。

之后根据2002年南昌有色冶金设计研究院所做的《武山铜矿采选综合生产能力优化研究》，以及2004年中国有色工程设计研究总院做的《江西铜业股份有限公司武山铜矿深部挖潜扩产技术改造初步设计书》设计，武山铜矿北矿带采用分级尾砂胶结充填法。

2007年完成了武山铜矿北矿带胶结充填站的基建工作，同年10月北矿带E4盘区为首个试验盘区进行分步骤、分阶段的各项环节过关试验，同时随着胶结充填工艺的推进，地表胶结充填站经过不断的生产实践和科技攻关，目前料浆重量浓度已达到65％一72％，并取得了良好效果。

进入2008年底，武山铜矿北矿带共有15个盘区进行胶结充填，采场单产能力得到了大幅度提高[5]。

3.2分级尾砂胶结充填在金川镍矿的应用

金川集团公司是我国最大的镍生产基地和铂族金属提炼中心，是我国3大资源综合利用中心。

金川矿区位于祁连山—吕梁山—贺兰山形成的山字型构造的前弧西翼，大地构造学划分在阿拉善弧形边缘隆起带，即龙首山隆起带。

1985年，中国与瑞典在二矿区就岩石力学、采矿方法以及充填技术、巷道支护等方面进行了合作试验研究，经过3年的努力，机械化下向分层水平进路胶结充填采矿法取得了初步的成功，在单个盘区回采范围内解决了日产800～1000t的采矿、充填、采准工程布置、以及巷道支护等一系列问题，1988年通过了鉴定[6]。

近30多年来，充填理论和技术得到了长足发展，特别是胶结充填技术，已日趋成熟与完善。

目前主要的充填方法有风力充填、混凝土充填、低浓度水砂充填、块石胶结充填、高浓度料浆胶结充填和膏体充填等，另外还有独特、罕见的冻结充填。

这些充填方法都是适用于不同矿山条件的行之有效方法。

胶结充填工艺的出现和发展，使矿山的许多技术问题迎刃而解，如“采富保贫”“三下开采”，降低贫化率和损失率，防止内因火灾，减缓岩爆的发生等。

正因如此，胶结充填技术已经成为当今深井开采的主要方法，代表着充填技术的发展方向。

金川镍矿主要采用的是高浓度管道自流胶结充填法，膏体充填技术也逐步发展成熟。

金川镍矿在高浓度管道自流输送方面进行了长期的试验研究，取得了长足的进步，独创了自己的管道输送理论和经验，尤其是在采矿技术实现由原来l500L/d到8000L/d甚至到9000L/d的飞跃时，实现了采充平衡，各项充填技术在实践中不断得到发展和完善。

高浓度料将管道自流充填技术的主要特点是[6]：

（1）输送浓度高。

料浆的输送重量浓度在76％～79％之间，正常情况下为78％左右；

（2）输送距离长。

由于盘区战线长，充填分布点多，使得料浆的输送距离在l000～2000m之间；

（3）非满管输送状态下，砂浆对管路的磨损非常严重，尤其是对充填钻孔孔壁的磨损严重；

（4）金川的高浓度料浆通常处于紊流输送状态，料浆的输送速度必须在临界流速的1．2倍以上。

第四章水泥分级尾砂充填材料

4.1水泥—分级尾砂充填材料渗透性

水泥一分级尾砂充填料浆的透水性对其沉降、脱排水、固结硬化、力学等性能都有直接影响，较优的强度参数在一定程度上取决于其渗透性，通过试验测得数据，根据达西定律计算出不同条件下料浆渗透系数，分析渗透性的变化规律．结果显示：

水泥掺量（配比）和浓度对料浆渗透性影响明显，浓度相同时渗透系数随灰砂比的降低而增大，配比相同时渗透系数随浓度的减小而提高，了饵和掌握料浆在采场中所处状态，对渗水情况和固化过程进行准确估测，可为下一步充填和开采提供依据[2]。

4.1.1分级尾砂性能及其水流的渗透

分级尾砂是来自于尾矿分级站的人造砂粒土，矿山通常将其与水泥按比例混合，加水拌匀后经管路送至采空区进行充填．充填材料的渗透性、强度、变形与分级尾砂颗粒矿物成分、孔隙形状、颗粒排布、颗粒间力密切相关。

分级尾砂一般呈单粒结构，其粒径范围广，与全尾砂相比细粒少，颗粒问孔隙大，级配不良，悬浮于水中的细粒与水泥极易随水从粗粒架构的通道中流失，造成离析．在料浆渗透、沉降过程中，颗粒不可能完全随机和相互独立运动，悬液中微细尾砂和水泥一边沉降，一边作不规则布朗运动，它们会因粒间相互作用力而排斥或吸引，从而更加分散或团聚，颗粒在重力作用下逐次沉降，微细部分将沉落在料浆表层，对水流起到封堵作用，这种封堵作用的强弱会因下部粗粒构架通道尺寸、微粒数量、微粒问相互物化作用程度的差异而不同。

4.1.2分级尾砂性能指标

分级尾砂经晾晒干燥后均匀堆积，对其进行物理性能测试，测定时要注意始终保持均匀取样，得到密度

、松散容重

、密实容重

、孔隙率e、孔隙比￡、堆积