充填基胶凝材料.doc

矿山充填基胶凝材料 北京菲恩科技有限公司 Beijing Fine Technology Co.,Ltd 目 录 1 矿山充填简介 2 2 矿山充填基胶凝材料概况 4 3 充填基胶凝材料原料 14 4 充填基胶凝材料生产工艺和装备 19 5 充填基胶凝材料与传统水泥比较 22 6 结论 24 1 矿山充填简介 1.1充填技术及充填材料 进入工业社会以来，人类对能源的需求日益增大。矿山中蕴含着大量能源物质，特别是煤炭，我国未来的发展对其的依赖还很巨大。矿山开采在带来矿产资源的同时，也是诱发地质灾害和污染环境的直接因素。其中最为突出的就是地表沉陷。 矿山充填是治理开采沉陷的有效手段，国内外学者对其进行了大量研究，提出了许多行之有效的方法。自20世纪50年代以来，我国矿山充填技术的发展大致经历了四个阶段：50年代为废石干式充填的全盛时期；60年代发展应用分级尾砂水力充填、碎石水力充填和混凝土胶结充填；70～80年代广泛应用以分级尾砂和天然砂作为充填料的细砂胶结充填技术；90年代全面发展了全尾砂胶结充填、块石砂浆胶结充填、碎石水泥浆胶结充填和膏体泵压输送胶结充填等新技术，促进了我国采矿技术的进步和采矿工业的发展。进入21世纪，矿山开采将转向深部矿体、“三下矿体”以及其它复杂难采矿体。地压控制问题将日益突出，并成为深部高效、安全作业的主要障碍。胶结充填是深部及复杂应力环境下地压控制的有效途径之一，因此，充填采矿法和充填工艺技术越来越受到人们的重视，且在充填采矿法不断改造与发展的过程中得到创新与进步。一方面通过对充填材料和充填体物理力学性质的认识，研究开发来源广泛、成本低廉、便于制浆和输送、充填体强度高的新型充填材料；另一方面，通过对充填体力学作用机理的探讨，结合采矿作业要求，研究新的充填工艺和方式。 虽然我国矿山胶结充填工艺研究的技术水平与国外矿山是接近的，但是由于新工艺和新材料尚未得到推广，目前整体上我国与国外先进矿山在充填技术方面差距是较大的， 主要表现在充填材料上，目前我国大多用水泥作为胶结剂进行充填，水泥用量大，造成充填成本居高不下。 我国充填料配比一般为灰砂比1：4～8，水泥用量多为170～300kg／m3，或100kg/t。 充填采矿法中，充填成本占采矿成本的1／3左右，充填成本中充填材料又占80％以上。因此寻求廉价而又能达到必要的物理力学性能的材料作矿用充填材料，是充填技术的主攻方向。 新型矿山充填基胶凝材料是一种以固体废弃物为主要原料（固体废弃物利用率可达70％以上），以活性激发理论为指导，采用简单的粉磨工艺而制备成的高性能胶凝材料。该胶凝材料替代传统水泥用于矿山充填具有：充填浓度和强度高；浆体流动性好、抗离析性好同时充填成本更加低廉等特点。 1.2充填的价值 长期以来，矿山充填仅是作为地下采矿的一个工序，以满足采场地压管理的要求。随着人类可持续发展战略的需要，21世纪矿山充填的意义远不只局限于满足地下采矿的地压管理，还将逐渐展示出充分利用矿产资源和环境保护等方面的社会意义。因此，在矿山开采评估过程中应充分认识这一深层次上的意义，树立矿山充填开采的新观念。 1.2.1合理开发矿产资源 从可持续发展的观点出发，矿产资源的合理开发应该是针对人类总体资源，即现有技术水平和经济环境下可以开发利用的当代资源和现有技术水平下还不能开采、利用或者即使能开采利用，但在经济上不合理的远景资源。矿山充填，特别是矿山胶结充填能使当代人在不能确定远景资源的条件下，为将来开发远景资源提供良好的开采环境，甚至可以说为综合开发和利用人类总体资源奠定了技术基础，是合理开发人类总体矿产资源的最佳技术途径。 1.2.2矿产资源二次利用 在当代所废弃的废料中，大量的属于远景资源，因缺乏足够认识而往往难以激发人们的保护意识。事实上，在地面难以长期安全保存的这些废料，特别是选矿尾砂充填在井下采空区，将是一种最可靠、最经济的储存保护方式，使人类在发展过程中可随时利用这些矿产资源。 1.2.3人类环境保护 矿山充填最显著的效果是保护地表不受破坏和储存工业废料。采矿活动使大量农田和植被遭受破坏，如每年因采煤导致地表塌陷面积达3.35万hm2，而大量的采选废料堆置地表又占用3万～5万km2的土地。将矿山采选废料充填到井下，不但可以得到妥善保存以利于二次利用，而且可以达到保护自然环境的目的。另外，矿山充填还是处理除核废料以外的其他工业废料的一条既安全又经济的有效途径。 2 矿山充填基胶凝材料概况 2.1充填基胶凝材料技术 2.1.1 充填基胶凝材料的基本概念 充填基胶凝材料是一种以固体废弃物为主要原料（固体废弃物利用率可达70％以上），以活性激发理论为指导，采用简单的粉磨工艺而制备成的高性能胶凝材料。 充填基胶凝