[發(fā)明專利]一種廢棄露天坑尾砂速凝造球充填方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210284266.8
• 申請(qǐng)日: 2022-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN114856572B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊有為;趙國(guó)彥;劉福春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21C41/32
• 分類號(hào): E21C41/32
• 代理公司: 武漢卓越志誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 戴寶松

本發(fā)明提供了一種廢棄露天坑尾砂速凝造球充填方法。包括以下步驟：S1、全尾砂沉降濃密；S2、底流深度脫水；S3、速凝膠結(jié)造球；S4、球粒固化堆儲(chǔ)；S5、運(yùn)輸堆排露天坑；S6、客土覆蓋與生態(tài)修復(fù)。通過將全尾砂深度脫水后，添加膠凝劑和速凝劑，采用造球機(jī)形成一定尺度的尾砂球粒，迅速凝結(jié)后運(yùn)輸至露天坑進(jìn)行機(jī)械化堆排。尾砂球粒間大量孔隙實(shí)現(xiàn)堆載體輕量化，降低對(duì)露天坑隔離礦柱的壓覆載荷；形成二次重構(gòu)的水源涵養(yǎng)體，不破壞露天坑周邊水文環(huán)境，有利于露天坑生態(tài)修復(fù)；在露天坑無泌水，遭遇降雨也不受雨水浸泡影響，且能快速將積水過濾排出，能有效解決露天坑尾砂膠結(jié)充填管道輸送料漿濃度低、泌水多、降雨影響強(qiáng)度失效、排水困難等關(guān)鍵難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種礦山開采露天坑充填領(lǐng)域，尤其涉及一種廢棄露天坑尾砂速凝造球充填方法。

背景技術(shù)

礦山露天開采結(jié)束后形成露天坑，廢棄露天坑一方面對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成破壞，另一方面易與井下采礦系統(tǒng)形成復(fù)雜的水力通道，大氣降水侵入地下生產(chǎn)系統(tǒng)給井下生產(chǎn)造成極大的安全隱患。此外，露天采坑高陡邊坡受風(fēng)化侵蝕、井下采礦擾動(dòng)等影響極易誘發(fā)邊坡滑塌，威脅地表建構(gòu)筑物、井下生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

采用礦山尾砂充填露天坑，能夠?qū)崿F(xiàn)露天坑生態(tài)治理和尾砂高效利用雙重目的。尾砂充填到露天坑一般需要固化凝結(jié)，因此通過添加膠凝劑攪拌后制備成60％～80％濃度的料漿由管道輸送至露天坑排放。由于料漿具有一定含水量，露天坑內(nèi)泌水與排水難度較大，造成充填料漿凝結(jié)時(shí)間很長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜；密實(shí)的尾砂膠結(jié)物形成大型弱滲透性阻隔體，破壞了露天坑周邊水文環(huán)境，不利于露天坑生態(tài)修復(fù)；在南方多雨地區(qū)，受降雨影響，含有膠凝材料的充填料漿易被雨水沖刷稀釋，發(fā)生離析和分層，膠凝材料粉狀物料漂浮在積水上層被排出坑外，導(dǎo)致充填體強(qiáng)度失效，養(yǎng)護(hù)周期延長(zhǎng)，甚至形成大的泥漿湖，給井下生產(chǎn)區(qū)域造成泥石流重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種廢棄露天坑尾砂速凝造球充填方法。通過將全尾砂深度脫水后，添加膠凝劑和速凝劑，采用滾動(dòng)造球裝置形成一定尺度的尾砂球粒，迅速凝結(jié)后運(yùn)輸至露天坑進(jìn)行堆排，在露天坑無泌水，遭遇降雨也不受雨水浸泡影響，且能快速將積水過濾排出，能有效解決露天坑常規(guī)尾砂膠結(jié)充填管道輸送料漿濃度低、泌水多、降雨影響強(qiáng)度失效、排水困難等關(guān)鍵難題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種廢棄露天坑尾砂速凝造球充填方法，主要包括以下步驟：

S1、全尾砂沉降濃密：選廠全尾砂通過管道輸送至濃密機(jī)進(jìn)行全尾砂高效濃密，獲得質(zhì)量濃度60％～75％的濃密底流；

S2、底流深度脫水：所述濃密底流進(jìn)入深度過濾脫水設(shè)備，將全尾砂質(zhì)量濃度濃縮至80％～90％，以符合滾動(dòng)造球的物料要求；

S3、速凝膠結(jié)造球：采用滾動(dòng)造球機(jī)對(duì)尾砂顆粒進(jìn)行滾動(dòng)擠密成球，按照一定配比添加膠凝劑和速凝劑，根據(jù)物料含水量添加適量水分；

S4、球粒固化堆儲(chǔ)：將所述造球機(jī)產(chǎn)出的所述尾砂膠結(jié)球粒轉(zhuǎn)運(yùn)至固化堆儲(chǔ)場(chǎng)，在固化堆儲(chǔ)場(chǎng)進(jìn)行充分養(yǎng)護(hù)固化；

S5、運(yùn)輸堆排露天坑：先清理露天坑邊坡和底部，在底部構(gòu)建高強(qiáng)度加固層，加固層上方鋪設(shè)防滲層，然后設(shè)置濾排水井，將尾砂固化球粒由堆儲(chǔ)場(chǎng)運(yùn)輸至露天坑內(nèi)進(jìn)行鋪排；

S6、客土覆蓋與生態(tài)修復(fù)：待尾砂固化球粒充填堆至露天坑設(shè)計(jì)水平后，從周邊運(yùn)輸廢棄土壤鋪置于上，并在客土覆蓋后進(jìn)行生態(tài)復(fù)綠，選擇適生植物按照功能區(qū)劃進(jìn)行種植，最終實(shí)現(xiàn)廢棄露天坑的生態(tài)修復(fù)。

進(jìn)一步地，S1中，所述濃密機(jī)可以采用立式砂倉(cāng)或深錐濃密機(jī)中的一種或兩種串聯(lián)進(jìn)行全尾砂高效濃密。同時(shí)可根據(jù)尾砂粒徑級(jí)配確定是否添加絮凝劑，以加速尾砂沉降效率，降低濃密機(jī)溢流水含固量。

進(jìn)一步地，S2中，所述底流深度脫水過濾設(shè)備可以采用真空陶瓷過濾機(jī)、真空帶式過濾機(jī)或板式壓濾機(jī)之一，以將全尾砂濃密底流進(jìn)一步深度脫水。