礦山充填膠凝材料的研究及應(yīng)用

楊 坤

（山東魯碧建材有限公司，山東 濟(jì)南 271103）

1 膠凝充填材料簡(jiǎn)介

所謂膠凝充填材料，它指的是根據(jù)一定的比例，將膠凝材料、細(xì)砂、尾砂等細(xì)骨料加入適量的水混制而成的一種填料漿，通過管道、鉆孔等方法運(yùn)輸?shù)降叵律罹貐^(qū)，能夠形成一定強(qiáng)度的充填體，使得井下能夠保證一定的安全。這種材料不僅僅能夠使得相關(guān)的人員在采礦過程中保證自己的安全，還能夠減少相應(yīng)的固體廢棄物的排放。對(duì)礦山及時(shí)進(jìn)行充填，不僅可以快速有效地回填采空的地區(qū)，防止周圍的巖石掉落，還能夠快速的形成新的工作面，縮短開采循環(huán)周期，進(jìn)而能夠提高礦石的回收率，充分的利用我們有限的礦產(chǎn)資源。

目前充填膠凝材料可以分為以下幾類：普通硅酸鹽水泥復(fù)合水泥體系、高水及超高水充填材料體系以及堿激發(fā)膠凝材料體系，硅酸鹽水泥，它是應(yīng)用最早的，并且也是應(yīng)用最為廣泛的一種膠凝材料，它最初產(chǎn)生的時(shí)間是在上個(gè)世紀(jì)六七十年代，它是通過硅酸鹽水泥來作為一種膠凝材料，進(jìn)而混合水和其他的細(xì)骨料，通過拌合之后由管道輸送到地下充填區(qū)進(jìn)行充填，但是這種方法操作起來非常的復(fù)雜，難度較高，所以后面慢慢的被其他的膠凝材料所替代。目前主要采取的是用天然砂、尾砂來作為一種膠結(jié)充填的材料。所以為了彌補(bǔ)硅酸鹽水泥膠凝材料的不足，相關(guān)的人員又研究出來高水及超高水充填材料體系和堿激發(fā)膠凝材料體系，這兩種方法用料較少，凝固的時(shí)間短，有助于快速的充填，所以被廣泛的應(yīng)用到礦山開采的過程中去。

2 膠凝材料在礦山充填中的應(yīng)用

目前很多的礦山企業(yè)都意識(shí)到了形勢(shì)的嚴(yán)峻性，因此在礦山充填的過程中廣泛的應(yīng)用，膠凝材料，并且通過對(duì)不同膠凝材料的選取，進(jìn)而達(dá)到自己的經(jīng)濟(jì)效益，保障自己相關(guān)人員的安全，進(jìn)而保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，節(jié)約資源。

2.1 有助于提高礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

首先選取膠凝材料來對(duì)礦山進(jìn)行填充，有助于保障礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。我們了解到整個(gè)礦山充填的成本需要占到采礦整個(gè)費(fèi)用的30%左右，而充填成本中充填的材料又要占到75%以上。高昂的充填成本會(huì)給的原本就低迷的礦山開采行業(yè)帶來非常大的經(jīng)濟(jì)壓力，高成本低收入這樣的模式使得相關(guān)的企業(yè)的經(jīng)濟(jì)會(huì)持續(xù)走低，影響到企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展使得各項(xiàng)的成本都非常的高，如果僅僅在充填成本這一塊就需要占據(jù)非常高額的生產(chǎn)成本，會(huì)成為制約礦山企業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要的因素。所以在選取膠凝材料的過程中就可以參考每一噸膠凝材料的生產(chǎn)成本對(duì)比當(dāng)前的水泥價(jià)格，進(jìn)而對(duì)自己的膠凝材料選擇做一個(gè)具體的規(guī)劃，了解清楚自己所需要的生產(chǎn)成本。而通過相關(guān)的數(shù)據(jù)表明，采用鋼渣-礦渣來作為膠凝材料填充比硅酸鹽水泥膠結(jié)充填的價(jià)格有明顯的降低，所以采用新型的膠凝材料能夠幫助礦山企業(yè)在生產(chǎn)過程中減少投入的成本，有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

2.2 有助于保證開采人員的安全性

其次，選取合適的膠凝材料，有助于保障相關(guān)工作人員的安全，我們都知道礦山的安全事故頻發(fā)，一旦發(fā)生塌陷就會(huì)使得井下的相關(guān)操作人員受到生命的威脅，所以采取合適的膠凝材料來對(duì)采礦區(qū)進(jìn)行填充，有助于保證采礦區(qū)的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證井下工作人員能夠處于安全的環(huán)境之下工作。通過相關(guān)的資料表明，鋼渣-礦渣基充填膠凝材料的流動(dòng)性非常的強(qiáng)，它的煤灰顆粒成光滑致密的球狀，這種形狀效應(yīng)能夠明顯的提高充填料漿的流動(dòng)性，能在采礦區(qū)完成一定的工作之后對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的回填，有助于保證其周圍地質(zhì)的穩(wěn)定性，進(jìn)而減少塌方事故的發(fā)生，保證開采人員的生命安全。

2.3 有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，節(jié)約資源

最后采取合適的膠凝材料，有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，節(jié)約資源，從前面的分析我們可以了解到，在上個(gè)世紀(jì)采用的膠凝材料主要有三種，其中最多的又是硅酸鹽水泥復(fù)合水泥體系，但是水泥對(duì)于環(huán)境容易造成一定的污染，操作起來非常的復(fù)雜，難度較高，在實(shí)際的使用過程中難以將其大量的使用。而相比于硅酸鹽水泥，采取鋼渣-礦渣來作為充填膠凝材料，一方面可以將開采的煤礦中的廢棄物進(jìn)行一定的處理，減少固體廢棄物污染，充分的將礦產(chǎn)資源發(fā)揮到物有所值，充分的提高礦產(chǎn)資源的資源利用率，一方面可以減少企業(yè)的生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)的過程中直接利用礦渣來作為膠凝材料，相比于傳統(tǒng)的利用硅酸鹽水泥來進(jìn)行充填，有助于保護(hù)環(huán)境，減少資源的浪費(fèi)程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦山企業(yè)需要加強(qiáng)自身對(duì)于礦山充填膠凝材料的研究，進(jìn)而將性價(jià)比最高的膠凝材料應(yīng)用到自己的生產(chǎn)過程中去，減少自己的填充成本，控制好自己的生產(chǎn)進(jìn)度，才能夠?qū)崿F(xiàn)自己在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的可持續(xù)發(fā)展，保障自己的經(jīng)濟(jì)效益和工作人員的生命安全，符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，落實(shí)保護(hù)環(huán)境的國(guó)家政策，為社會(huì)的發(fā)展和人民的生命安全做出自己的貢獻(xiàn)。