焦家金矿尾砂膏体充填可行性试验研究

焦家金矿尾砂膏体充填可行性试验研究

高云

高云

山东黄金集团（莱州）有限公司焦家金矿山东莱州261441

摘要：作为目前国内外先进的充填新技术，膏体充填是目前最先进和技术难度最大的充填采矿技术之一。通过全尾砂膏体充填可行性试验研究,初步确定了全尾砂膏体充填级配和相关参数,为黄金矿山全尾砂在膏体充填技术中应用提供有用的技术参数。

关键词：充填；全尾砂；膏体；试验研究

1.矿山充填现状概述

焦家金矿金矿位于山东省东部的胶东地区，大地构造位置属于新华夏系第二隆起带的胶北隆起区，上盘围岩破碎，在矿体上部地表有农田和民房，开采过程中需加以保护，同时，为防止地表塌陷和减少矿石的损失和贫化，专门设计采用尾砂胶结充填系统。采矿方法主要为上向分层进路充填采矿法，对充填体强度的要求较高。充填材料为低成本、高含水、速凝、高强度的新型矿用充填胶凝材料（后改进简称C料），骨料主要来源于该金矿选厂处理后的分级脱泥尾砂（即+37微米的粗尾砂），而经旋流器分级后剩下的-37微米的细颗粒尾砂则排放到尾矿库。

2.实验方案

膏体充填工艺由充填料浆的制备、输送和采场固结三大部分组成，充填体强度的高低直接影响着矿体能否安全持续地开采，因此对影响充填体强度因素的分析意义重大。影响充填体强度的因素很多，一般包括材料方面因素、制备因素、施工条件等几个方面，所配制的胶结体强度的高低是各种因素综合作用的结果，该几方面因素由坍落度、扩展度、屈服应力、粘度、泌水率等参数确定。因此需要进行前期的实验，以期达到最优的膏体充填配比和参数。

2.1实验方案

（1）测定矿石尾砂物化性能；

（2）根据经验测定不同级配尾砂粒级组成（全尾砂、+400目、-200目），测定其屈服应力、粘度、扩展度、坍落度、泌水率等参数。

2.2实验条件

（1）充填体配比及主要参数如下：

a模拟充填配比分别为1:20（参考该矿主要采用充填配比）；b养护期分别为3d、7d、14d。

（2）结合矿山目前的生产工艺，胶结充填体强度满足的条件：分层充填体强度（灰砂比1:20）在龄期3d时不低于0.25MPa；在龄期14d时不低于0.7MPa。

（3）全尾砂膏体充填料浆流动性能设计要求：不沉降、不离析、不分层和不脱水；坍落度18~25cm；-20μm含量15%～20%；泌水率1%～5%；压缩率＜3%；屈服应力（200±25）Pa以上；分层度小于2cm；

3.物料的物化性能

3.1尾砂的物理性质

从实验结果可以看出，全尾砂充填体强度最高。

4.2全尾砂不同浓度充填料浆性能参数

确定不同浓度充填料浆的性能参数，按照灰砂比1:20的全尾砂制备不同浓度的充填料浆，测定其-20μm含量、充填强度、屈服应力、粘度、扩展度、坍落度、泌水率等指标，确定全尾砂膏体充填的综合性能指标。试验数据如下：

根据分析结果，全尾砂粒级组成如下表：

从表中可以明显的发现，全尾砂-20μm含量为16%。充填浓度76%的全尾砂充填体强度较高，屈服应力300Pa；粘度249Pa·s；扩展度63mm；坍落度19.5cm；泌水率12.2%，除泌水率指标较高外，其他性能指标均符合要求。

5.结论

通过试验，得出目前该金矿全尾砂的级配为最优，全尾砂膏体充填综合指标高于分级尾砂高浓度充填，质量浓度76%的全尾砂充填料浆坍落度、扩展度、屈服应力、粘度等综合指标最优，满足采矿方法的要求，并能有效降低采矿损失率和贫化率。

该试验只是实验室数据，因条件限制，未进行环管实验和工业试验，因此下一步将根据矿山具体情况或外协，进行环管实验，并完成工业试验，以期能为矿山充填技术服务。