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浅谈全尾砂胶结充填技术在铁矿采空区治理中的应用
作者：董春雨 吕海政 王奇
来源：《中国科技博览》2019年第14期
[摘 ;要]铁是我国重要的资源之一，能够促进我国的经济发展，同时也是人民群众日常生活中必不可少的存在，在对铁矿进行开采的过程中，能够形成采空区，在一定程度上导致周围的人民群众生命财产安全受到威胁，并不利于铁矿的安全生产，所以我们需要采取相应的技术对铁工采空区进行治理。就目前的情况来看，全尾砂胶结充填技术能够在铁矿采空区的治理中发挥较好的效果，所以接下来在本文中，我们将主要对其在铁矿采空区治理中的应用情况进行分析。
[关键词]全尾砂胶结充填技术;铁矿采空区;治理;应用
中图分类号：TP5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）14-0240-01
铁是我国重要的不可再生能源之一。近年来，随着经济的发展，我国铁矿开采行业得到了有效的发展，铁矿采空区的面积也在逐渐扩大，因为铁矿采空区能够对周围的环境造成严重的影响，所以我们有必要加强对其的重视，积极采用相应的技术对铁矿采空区进行填充，以避免出现不良情况。 一、自然条件 （一）地质条件
某矿区地处盆地的东北边缘，内有岩体侵入，形成了背斜的地形，并且沿接触带的部分，形成了形，水平的宽度在50米——150米之间，铁含量普遍在30%——55%之间，铁含量最高可以达到65%左右，并且矿体的最大厚度为16.48米，最小的厚度则为4.34米。 （二）水文条件
该矿山在进行投产至今，坑内一直无存水，仅在当地雨季的后期会出现少量的坑壁渗水，但渗水量不会对矿内的作业造成影响，所以也就不会涉及到排水疏干等相关工作。由此可见，该铁矿的水文条件相对简单，且区域内无河流以及其他地表水体，所以地下开采工作在通常情况下不会受到水文条件的危险[1]。 （三）开采现状
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对该矿区进行回采所采用的方法，主要是房柱法以及浅孔留矿法在进行采矿之后，需要将采空区填满，而对采空区进行填充的原料主要为碎石，但是在其进行生产的过程中，能够产生的碎石数量较少，所以对于铁矿采空区来说，远不能对其需求进行满足，也就还会存在大量的铁矿采空区。但是因为铁矿附近存在着工厂村庄以及田地等，所以绝不可以出现地表陷落的情况。由此，我们必须采用相应的方式对铁矿采空区进行相应的填充，以保障周边人民群众的生活和工作的安全性[2]。 二、全尾砂胶结充填 （一）充填材料来源
使用全尾砂胶结充填方式对铁矿采空区进行充填，原料主要就是尾砂、胶固粉以及水，其中尾砂的来源主要是选矿厂的尾矿库，胶固粉可从市场中直接进行购买，而水的来源则较为多样性，自来水、周边矿山的矿坑水以及雨季的雨水等皆可。 （二）胶结充填情况 1.供水
进行充填所采用的水资源可以通过水泵进行抽取，在对水资源进行抽取之后，使用塑料管将其输送至搅拌站，再经过三通接头，将水资源分别接入搅拌机以及制浆池当中，从而完成充填的供水[3]。 2.供风
在对铁矿采空区进行充填的过程中，有可能出现砂浆离析的情况。为了避免这种不良情况出现，我们可以在制浆池的底部对高压风管进行铺设，并在管道上预留相应的气孔。由此，空压机房中的高压空气能够通过钢管输送至制浆池中，对砂浆实现更加均匀地搅拌，从而有效的对砂浆离析以及沉淀等不良情况进行避免。 3.添加尾砂
尾砂是全尾砂胶结充填工作中最重要的原材料之一，所以在进行铁矿采空区充填工作之前，即应该将尾砂准备好。在通常情况下，我们使用卡车对尾砂进行运输。将尾砂运送至堆料场进行堆放即可。在对尾砂进行搅拌时，一般使用装载机将尾砂送入搅拌机当中[4]。 4.添加胶固粉
我们在市场上购买的胶固粉主要为散装，将其使用卡车运输到搅拌站之中进行储存之后，在对填充浆进行制浆时，只要将控制柜的开关打开，料仓之中的胶固粉就能够连续的流入到双轴搅拌机之中，能够在一定程度上节约人力资本，且能够对胶固粉的添加量进行有效控制。
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5.搅拌砂浆
将尾砂加入到搅拌机中之后，我们应该及时将供水开关打开，向搅拌机中加水，之后启动搅拌机，进行连续10分钟左右的搅拌，保障尾砂能够与水在搅拌机中进行充分的混合，之后将砂浆放至制浆池之中。
当全部砂浆放入制浆池中之后，我们应该将空压机房中的高压空气开关打开，对沙浆进行再次搅拌，若情况需要，可适当的在制浆池内加水，以保障砂浆的质量完全符合进行铁矿采空区充填的要求。 6.制备和输送料浆
将制浆池的手动闸门以及胶固粉添加开关按钮同时打开，使砂浆与胶固粉能够同时进入双轴搅拌机中进行混合搅拌，并在搅拌机的出口处提前放置好完全符合相关规定的料浆，其便能够通过输送管道直接流淌至需要进行充填的区域。 7.测量及控制砂浆浓度
对砂浆进行制备的过程可以分为搅拌机搅拌，以及高压空区搅拌两个步骤，在使用搅拌机对砂浆进行搅拌的过程中，可以将砂浆的浓度提高到60%左右，而当沙浆进入导制浆池之后，就可以开始对其进行高压空气搅拌，同时对砂浆的浓度进行相应的测量，根据测量结果适当的将水加入到砂浆之中，使砂浆能够得到稀释，当砂浆被稀释至浓度为57%左右的时候，即成为了合格的砂浆[5]。 8.控制灰砂比
我们需要对充填材料的灰砂比进行控制，对其进行控制采用的主要手段是对砂浆以及胶固粉的添加流量进行调整。根据实验我们发现，在胶固粉流量为每小时六吨时，胶固粉与尾砂的配比保持在1：8，属于进行铁矿采空区充填的最佳比例[6]。 9.胶结充填时间和数量
该铁矿采空区进行全尾砂胶结充填的时间为3天，每天进行1——3班，完成了铁矿采空区的充填工作。
（三）充填区密闭和滤水
充填区的密闭工作可采用将砌砖墙的方式进行，墙体的厚度维持在50厘米，并在其表面使用砂浆进行喷面;滤水工作则可通过水泵进行实现。 结束语
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使用尾砂对铁矿采空区进行充填，其能够对矿山的安全生产进行保障，同时还有利于改善周边的生态环境，并保障周边人民群众的生活以及工作的安全，具有较高的社会价值。 参考文献
[1]于勇，张永坤，南世卿，等.复杂环境金属矿露天转地下充填开采与尾矿内排协同技术研究[Z].河北钢铁集团有限公司，河北钢铁集团矿业有限公司，中南大学.2015.
[2]龚甲桂，王攀，高文凯.全尾砂胶结充填技术在金召铁矿采空区治理中的应用[J].有色金属（矿山部分），2012，（6）：17-19.
[3]杜英男，李晓东，尹裕.某矿措施井多分段复杂采空区充填治理实践[J].现代矿业，2017，33（8）：208-210，213.
[4]杨振华，杨颖，盛根来.胶结充填技术在多个铁矿采空区中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（7）.
[5]闵元波.非煤地下矿山采矿工艺在环境保护方面的研究与应用[J].中国新技术新产品，2016，（7）：144-145.
[6]彭亮，康瑞海，林景尚，林敏.龙桥铁矿全尾砂胶结充填系统的设计与应用[J].矿业研究与开发，2018，38（09）：12-16.
