黄梅磷矿高浓度全尾砂充填技术研究

黄梅磷矿经过多年开采,由于没有使用得当的采矿方法,而且开采后没有对采空区进行有效处理,现已经产生了地面大面积沉降和塌陷。同时,黄梅磷矿选厂每年尾矿产出率55-60%,直接排放到尾矿库里,尾矿库库容已经基本饱和,同时尾矿库渗水对矿区下游居民的生产生活产生了巨大的影响。为了解决以上问题,本文针对黄梅磷矿的具体情况,展开了以黄梅磷矿高浓度全尾砂充填为核心的关键技术研究。通过现场调研、文献检索、室内试验、工艺设计等综合手段,对黄梅磷矿的全尾砂充填配比、充填系统方案设计及采场充填技术进行了全面深入分析和研究,完成的主要研究成果及结论有以下几个方面：(1)通过对矿山工程地质条件、水文地质条件及开采现状的调查及分析,评价了矿山现有的采矿方法,确定了适合黄梅磷矿全尾砂胶结充填的上向水平分层充填法。

(2)通过室内充填材料配比试验,对充填材料的物理化学性能进行了分析,最终确定了最优的充填组合配比。结果显示,浆体质量浓度均为78%,一步矿柱采用采用灰砂比为1：8的料浆充填,28d抗压强度为1.73Mpa。二步矿房采用全尾砂非胶结充填,28d抗压强度为0.24Mpa。每一分层采用灰砂比为1：6的料浆充填20cm厚的胶面,28d抗压强度为2.55Mpa。

通过对推荐配比料浆的流动性试验,塌落度及塌落扩散度值表明,推荐的充填料浆配比具有良好的输送性能,完全满足泵送要求。(3)对黄梅磷矿的高浓度全尾砂充填系统工艺流程进行设计,在大充填倍线条件下采用工业充填泵对充填料浆进行加压输送,管道输送系统可靠稳定。(4)在+160m中段的10-11勘探线间IIp磷矿层选取试验采场,进行上向水平分层充填法现场工业试验。通过现场工业试验对采场的滤水工艺、采场充填时的封堵工艺及采场内充填管道的布设工艺进行综合分析。

(5)充填系统总投资约347.15万元。矿石综合采矿成本为73.65元/t。该项技术推广后,回收率可达到80-85%。矿山服务年限可延长7-8年,累计新增产值约2.03-2.25亿元,经济效益十分明显。

同时解决了尾砂地面堆放带来的占地、尾矿库管理、环境污染等问题,为实现矿山的全面可持续发展提供了重要的提供了重要的保障。