[发明专利]一种抗蚀硅灰胶凝材料的金属矿山胶结充填方法

说明书

本发明公开了一种抗蚀硅灰胶凝材料的金属矿山胶结充填方法。这种抗蚀硅灰胶凝材料的金属矿山胶结充填方法，包括以下步骤：1)充填场地的准备；2)抗蚀硅灰胶凝材料的制备；3)充填料浆的初步混合；4)充填料浆的二次搅拌；5)充填。本发明提出一种硅灰抗蚀胶凝材料在金属矿山中的胶结充填方法，可以保证充填体的长期稳定性，不易造成塌方。利用本发明的硅灰抗蚀胶凝材料可实现连续充填，保证了充填效率，有利于保证采场地压的稳定，降低地质灾害的发生概率，且安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种抗蚀硅灰胶凝材料的金属矿山胶结充填方法。

背景技术

我国是矿产资源的生产和消耗大国，仅非煤矿山就有11万多座，年产矿石近50亿吨，年产值超过5000亿元。采矿是矿产资源开发和利用的基础，但是采矿在为人类提供原材料的同时，也不可避免地会破坏地表环境。随着工业的飞速发展，矿产的需求量在迅速增加，矿产资源却在日趋枯竭，资源开发利用引发的安全、环境问题相当突出，而我国大多数矿山企业生产规模小，工艺技术落后，生产盲目性、被动性大，导致矿山环境严重恶化，给自然生态环境和社会经济生活带来了很大的负面影响。因此，各级政府主管部门、环境和采矿专家们都在为采矿工业实现零排放和不破坏地表环境，达到安全、高效、环保和充分回收不可再生资源的目标而努力，这就要求不将废料排放在地表，采空区被及时有效充填，不在地表开采充填料，同时还要安全、充分有效地回收矿产资源。由于充填采矿法中必不可少的步骤是对采空区进行充填，通过充填体对围岩提供整体支护，控制地压活动，为回采矿石提供工作面。因此，充填采矿法正越来越受到国内外采矿界的重视和推广，目前国内外有色矿山、黑色矿山，甚至煤矿都在更多地研究扩大充填采矿法的应用范围。

胶结充填是充填采矿法的核心，它是将砂(包括选矿废料，即尾砂)、废石等废弃物掺入一定比例的胶凝材料和水形成具有一定流动性的充填体，通过管道自流输送到采场的采空区，达到充填的目的。它既减少尾砂和废石向地表排放，避免污染环境和占用良田，又能有效地控制采场地压、维护采场稳定，避免或减少岩爆、突水、岩移、地表塌陷等地质灾害，提高矿石的开采效率、有效回收难采矿床资源，是深埋、高地应力矿区和围岩不稳固采场以及“三下”矿体开采首选的安全和有效的采矿方法。

有些水体中SO₄^2-离子的含量达2500～2700mg/L，会对矿山充填体发生明显的腐蚀。硫酸盐对水泥材料的腐蚀包括物理和化学腐蚀两种形式，一般腐蚀过程都是物理和化学腐蚀的综合同时进行的。腐蚀机理也较为复杂，迄今尚未完全明确具体的腐蚀过程。物理腐蚀被称为“一种特殊的腐蚀类型”，主要是由Na₂SO₄向Na₂SO₄·10H₂O转变引起，其过程产生结晶压力造成混凝土材料的开裂和剥落。化学腐蚀主要是腐蚀介质通过的微裂纹进入水泥石的内部，硫酸根离子与水泥水化产物Ca(OH)₂反应形成石膏，再和水化铝酸钙反应生成钙矾石，从而使固相体积增加了分别为124％和94％，体积膨胀，产生内应力，使混凝土材料开裂和剥落，因此水化铝酸钙和Ca(OH)₂的存在是造成化学腐蚀的首要因素。针对上述硅酸盐的腐蚀机理，需要研发一种行之有效的胶结充填工艺，保证充填体的长期稳定性，不易造成塌方。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗蚀硅灰胶凝材料的金属矿山胶结充填方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种抗蚀硅灰胶凝材料的金属矿山胶结充填方法，包括以下步骤：

1)充填场地的准备：清理采矿空区现场，在采矿空区的洞口设置封堵挡墙，在挡墙的顶部预留排水排气口，排水排气口砌入排水排气管道；

2)抗蚀硅灰胶凝材料的制备：将硅灰、水泥、矿粉、粉煤灰、石膏和铝矾土在搅拌机中混合，得到抗蚀硅灰胶凝材料；