金属矿膏体充填理论与技术一书是吴爱祥教授率领的团队根据多年.PDF

序 «金属矿膏体充填理论与技术» 一书ꎬ 是吴爱祥教授率领的团队根据多年 从事膏体充填技术的教学、 科研工作积累的成果和经验ꎬ 并参阅了国内外大量 文献撰写而成ꎬ 是一部重要的专著ꎮ 胶结充填工艺技术在我国应用已有３０ 多年的历史ꎬ 经历了水力充填、 高浓度充填、 膏体充填三个发展阶段ꎮ 胶结充填工艺技术的应用较好地解决 了采空区塌陷、 地表因采矿引起的大面积沉降、 山体滑坡等灾害的威胁ꎬ 为 保证生产安全、 保护生态环境发挥了重要的作用ꎮ 随着日益严格的环保要 求ꎬ 充填采矿法的应用获得了急速的推广ꎬ 过去传统上都习惯采用崩落采矿 法的铁矿山ꎬ 也不得不研究改用充填采矿法ꎮ 然而ꎬ 充填采矿法目前仍面临 着一些技术和管理上的难题ꎮ 首先ꎬ 充填成本高ꎬ 胶结充填法的充填成本一 般占采矿总成本的２０％ ~４０％ꎮ 昂贵的充填成本不仅给矿山造成很大的经济 压力ꎬ 也严重制约充填采矿法的发展ꎮ 其次ꎬ 充填料浆的浓度和灰砂比不易 控制ꎬ 浓度的降低ꎬ 导致胶凝材料流失ꎬ 充填料的分层ꎬ 严重影响充填体的 强度ꎮ 膏体充填工艺技术有利于解决或缓解上述难题ꎮ 膏体充填料浆属于似宾 汉体ꎬ 其物理特性是输送过程中不会产生离析ꎬ 有利于保持料浆浓度的稳 定ꎻ 在保证同样充填体强度的条件下ꎬ 可以比水力充填ꎬ 甚至也比高浓度充 填减少胶凝材料用量ꎬ 从而有利于控制成本ꎻ 在正常情况下ꎬ 采场基本无需 脱水ꎬ 既简化采场的防堵构筑物ꎬ 又有利于改善矿井的环境ꎮ 所以ꎬ 这是一 种有效利用全尾砂的技术ꎬ 是一种适应环保要求日益严格的技术ꎬ 是一种有 前途的值得大力推广的技术ꎮ 还应当指出的是ꎬ 利用膏体充填装置ꎬ 可以实 现满足充填使用后多余全尾砂的干堆ꎮ 这是一种既节约用水又节约用地的先 进技术ꎮ 该书对尾砂浓密脱水、 料浆制备、 膏体输送、 井下充填的理论、 装置、 ⅱ 金属矿膏体充填理论与技术 工艺技术进行了全面系统的论述ꎬ 既有作者的研究成果和工程应用实例ꎬ 也 充分反映了国内外相关理论和工艺技术研究的新进展ꎬ 对广大从事矿业工程 设计、 科研、 生产、 教学的同行具有较大的实用价值ꎮ 是为序ꎮ 中国恩菲工程技术有限公司教授级高工 北京科技大学兼职教授、博士生导师 中国工程院院士　 　 　 　 　 　 　 于润沧 前　 　 言 尾矿库和采空区成为目前金属矿安全生产中的两个重大隐患ꎬ 经常引起采 空区采动灾害、 尾矿库垮塌等严峻的安全与环境问题ꎬ 已经影响到我国金属矿 开采的可持续发展ꎮ 充填采矿法可以充分利用矿山固体废弃物ꎬ 及时填充采空 区ꎬ 可从源头解决这些问题ꎮ ２０１２ 年３ 月国家安全生产监督管理总局等五部委 联合发文 “安监总管——— 〔２０１２〕 ３２ 号”ꎬ 要求新建矿山必须对能否采用充填 采矿法进行论证ꎬ 必须优先推行充填采矿法ꎮ 与传统的水砂充填相比ꎬ 膏体充填具有 “三不” 特性ꎬ 即浆体不分层、 不离析、 不脱水ꎮ 膏体强度均匀、 接顶率高ꎬ 能有效控制岩层移动、 防止地表 塌陷ꎬ 可提升金属矿安全生产水平ꎮ 膏体固结时间短、 易实现强化开采ꎬ 为金 属矿高效生产提供新的技术途径ꎮ 在相同充填体强度前提下ꎬ 膏体充填的胶结 材料耗量少ꎬ 运营成本低ꎬ 是性价比最高的充填方式ꎬ 其充填技术最经济合 理ꎮ 它可以提高全尾砂利用率ꎬ 最大限度地减少矿山固体废弃物的排放量ꎬ 实 现尾矿废水的循环利用ꎬ 能有效控制充填材料中有害金属离子扩散ꎬ 是金属矿 绿色开采体系的一个重要组成部分ꎮ 因此ꎬ 膏体充填技术体现了 “安全、 高 效、 经济、 环保” 的内涵ꎬ 已成为全球矿业领域的技术热点和发展新动向ꎮ 本书是在作者团队近年来的工程实践积累、 理论研究成果的基础上写成 的ꎮ 作为国内第一本针对金属矿膏体充填方面的著作ꎬ 本书系统地阐述了金属 矿膏体充填理论与技术ꎬ 并涉及到主要仪器与装备ꎮ 全书共１１章ꎬ 主要内容 包括膏体充填的应用现状ꎬ 膏体充填材料配比原则ꎬ 膏体的主要性能及其影响 因素ꎬ 尾砂浓缩脱水、 膏体搅拌制备以及膏