充填材料 水泥制品行業(yè)與礦山行業(yè)新的結合點

  ——充填材料制備及應用技術交流會

  充填，是一種廣泛應用于礦山、道路和建筑等領域的技術措施，礦山充填是治理開采沉陷的有效手段。目前我國應用的充填工藝中所涉及膠結充填技術所使用的膠結充填材料，大多數(shù)是以水泥基材料為主要膠凝材料。這就為礦山和水泥制品行業(yè)提供了緊密的結合點。

  隨著國家優(yōu)先推行充填采礦法導向政策和綠色礦山建設的深入貫徹落實，充填采礦已在我國礦產(chǎn)地下開采中占據(jù)越來越重要的地位。現(xiàn)階段，我國由于采礦空區(qū)填充設計技術落后，或充填成本昂貴等原因，我國僅有一小部分礦山進行了充填。另一方面，礦產(chǎn)資源的迅速開發(fā)同時引發(fā)了另一問題的出現(xiàn)--尾礦庫的治理。尾礦的大量堆存帶來資源、環(huán)境、安全和土地等諸多問題。國家能源局、財政部、國土資源部、環(huán)境保護部四部委曾聯(lián)合發(fā)文：國能煤炭[2013]19號《煤礦充填開采工作指導意見》，明確提出充填開采的重要性。

  
會議現(xiàn)場

  中國混凝土與水泥制品協(xié)會充填材料應用技術分會2015年11月1日成立，也成為水泥制品行業(yè)與礦產(chǎn)行業(yè)結合的新平臺，對于混凝土與水泥制品行業(yè)來說，充填材料是一個新的行業(yè)領域，也是一個發(fā)展空間巨大的領域。

建筑材料工業(yè)技術情報研究所左彥峰博士主持會議

  為了交流和總結我國礦山充填材料與礦山固體廢物綜合利用的成功經(jīng)驗，推動新材料、新技術、新設備的廣泛應用，促進我國礦山充填技術的發(fā)展，中國混凝土與水泥制品協(xié)會在北京召開中國混凝土與水泥制品協(xié)會充填材料應用技術分會成立大會同時，還舉辦了充填材料制備及應用技術交流會。

北京科技大學副校長吳愛祥

  北京科技大學副校長吳愛祥在技術交流會上介紹了礦山充填形勢及發(fā)展趨勢，他指出，膏體是由細顆粒、膠凝材料、骨料和水組成的不分層不離析不脫水、略過飽和的柱塞流管道輸送物料，其性質穩(wěn)定，可操作性高，是尾礦充填的最佳材料。膏體在處理地表尾礦等廢棄物方面具有環(huán)保、安全、經(jīng)濟等三個方面的優(yōu)勢，是技術先進、前途遠大的技術，是礦業(yè)的新的增長點。

  吳愛祥介紹了我國目前膏體的研究現(xiàn)狀及需要解決的問題，并分享了一些應用實例和膏體技術的發(fā)展趨勢，他指出，中國的膏體充填雖然起步較晚，但是呈現(xiàn)了良好的發(fā)展勢頭，不過在脫水濃縮、膏體泵送、充填體強度、化學藥劑改性等方面的科學研究和裝備制造整體落后于國際先進水平，還需繼續(xù)推進。在國家政策引導、安全技術形勢要求下，膏體在中國已經(jīng)全面應用起來，而且還有著更廣闊的發(fā)展空間。

長沙礦冶研究總院副院長周愛民

  長沙礦冶研究總院副院長周愛民介紹了礦山固體廢棄物充填技術及發(fā)展趨勢，他詳細介紹了礦山充填發(fā)展背景，并分析了結構流全尾砂膠結充填技術、膏體泵送充填技術與裝備、廢石膠結充填工藝與技術等技術特點，他指出，目前礦山充填發(fā)展趨勢將會是大流量充填工業(yè)與裝備、膠結充填新技術與新材料、深礦井充填技術、充填采礦優(yōu)化等技術的發(fā)展。

  周愛民認為，礦山充填在資源利用、礦區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境以及礦山效益的提升等方面有著非常重要的作用，礦山充填可以消除尾礦庫與廢石場泥石流災害、減少尾礦庫與廢石場災害幾率、控制區(qū)域地壓和采場地壓活動、消除采礦區(qū)塌陷事故、減少采場片幫事故、控制巖爆。礦山填充也可以保護地表不遭受塌陷破壞與廢物堆存破壞，也可以大宗量資源化利用固體廢棄物。

中國中煤集團技術管理中心副總經(jīng)理陳立武

  中國中煤集團技術管理中心副總經(jīng)理陳立武詳細闡述了充填采煤技術，他分析了充填采煤技術的研究意義，介紹了固體充填采煤的發(fā)展歷程、機械化固體充填采煤技術、充填采煤技術工程實例以及充填采煤技術的研究展望。

  陳立武指出，根據(jù)國家能源局發(fā)布的煤炭工業(yè)發(fā)展"十二五"規(guī)劃，到2015年全國煤炭生產(chǎn)能力達到41億噸，煤矸石產(chǎn)生量大約為8億噸。采用充填開采技術，可大量減少煤矸石排放8億噸，減少大量的粉塵、SO₂、CO₂等大氣污染，減少矸石堆存占地和采煤塌陷土地約3000公頃，置換大量"三下"壓煤。充填開采技術，在西北地區(qū)等，也可以結合當?shù)貙嶋H，考慮采用沙土等其他材料，為礦山綠色開采提供新途徑。展望未來，隨著國家對于安全環(huán)境生態(tài)的要求日益提高，推廣煤礦充填開采技術一樣重大，前景日益廣闊。

中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會尾礦聯(lián)盟常務副秘書長杜根杰

  中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會尾礦聯(lián)盟常務副秘書長杜根杰簡述了工業(yè)固廢資源綜合利用政策，他指出，截止到2014年底，我國大宗工業(yè)固廢產(chǎn)量約37.79億噸，其中，尾礦16.52億噸（充填礦山采空區(qū)占尾礦利用總量53%，生產(chǎn)建筑材料約占43%，有價組分回收約占3%，其他約1%），粉煤灰5.9億噸，鋼渣4.22億噸，工業(yè)副產(chǎn)石膏1.89億噸。2014年大宗工業(yè)固廢綜合利用量為17.35億噸，同比增加11.7%，工業(yè)資源綜合利用產(chǎn)值接近1.4萬億元。其中水泥混凝土行業(yè)利用廢渣量超過11億噸，同比增加10%以上。

  杜根杰介紹，"十二五"期間，為實現(xiàn)資源綜合利用目標任務，我國加強了資源綜合利用領域重大戰(zhàn)略研究和頂層設計，進一步完善資源綜合利用管理體制和工作機制。國務院及有關部門印發(fā)了一系列文件：《"十二五"國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《"十二五"節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《關于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》、《礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用"十二五"規(guī)劃》、《循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計劃》

北京礦冶研究總院采礦技術中心主任郭利杰

  北京礦冶研究總院采礦技術中心主任郭利杰作《基于礦冶固廢的新型充填膠凝材料制備技術》報告，他介紹，尾礦是我國目前產(chǎn)出量最大、綜合利用率最低的大宗固體廢棄物之一，累積堆存200億t以上。從尾礦中回收有價組分約占尾礦利用總量的3%，資源回收量達800萬噸，生產(chǎn)建筑材料約占尾礦利用總量的43%，充填礦山采空區(qū)約占尾礦利用總量的53%。尾礦綜合利用年產(chǎn)值達到468億元。通過采用礦冶固體廢棄物取代部分水泥制備膠凝材料用于礦山充填可實現(xiàn)對資源的有效利用，并減少固廢中重金屬排放對環(huán)境造成的污染破壞。

  郭利杰指出，基于礦冶固廢的新型充填膠凝材料，與其說是礦山充填水泥的替代品，不如說是特定區(qū)域或特大型礦業(yè)集團內部廢物資源循環(huán)利用的經(jīng)營方式或可持續(xù)發(fā)展模式。

  當前，礦山新型充填膠凝材料的發(fā)展與推廣應用，盡可能的與當?shù)卮笮退嗉庸ぜ吧a(chǎn)企業(yè)協(xié)同開展，才能實現(xiàn)區(qū)域礦冶廢料資源化、最大化利用。

  替代水泥的礦山新型充填膠凝材料發(fā)展要因地（區(qū)域）制宜、因礦而異，要統(tǒng)籌考慮礦山內部需求與外部原料條件，根據(jù)充填方案、新材料制備工藝、充填成本等因素綜合平衡，量力而行。

中國礦業(yè)大學（北京）資源工程系主任楊寶貴教授

  中國礦業(yè)大學（北京）資源工程系主任楊寶貴教授介紹了新陽煤礦高濃度膠結充填開采技術，汾西礦業(yè)集團 "三下"壓煤量達7.1億噸，共占可利用儲量的22.9%。其中，僅新陽煤礦2#煤層村莊下壓煤就高達3363萬噸。解放村莊壓煤的主要技術途徑有：遷村開采、條帶開采、充填開采。而遷村開采存在費用高、周期長、破壞生態(tài)環(huán)境等問題；條帶開采會浪費大量資源；因此汾西礦業(yè)集團選擇了充填開采，并在新陽煤礦進行了試驗研究。

  新陽煤礦高濃度膠結充填材料是由煤矸石、粉煤灰、普通硅酸鹽水泥、外加劑和水按一定的比例制成的質量濃度為75%~80%、坍落度為220~260mm的高濃度膠結充填料漿。其特點如下：（1）流動性好，輸送阻力小，2.0~4.5kPa/m ；（2）懸浮性好，懸浮時間>2h，不易堵管，井下不脫水；（3）充填體整體性好，壓縮率為1~3%，長期穩(wěn)定；（4）強度高>4MPa。

北京科技大學劉娟紅教授

  北京科技大學劉娟紅教授作《腐蝕環(huán)境中高水充填材料劣化機理與控制》報告。她從高水充填材料特點、碳酸鹽溶液中高水充填材料腐蝕及劣化機理、氯鹽環(huán)境中高水充填材料腐蝕及劣化機理、酸性環(huán)境中高水充填材料腐蝕及劣化機理、腐蝕環(huán)境中高水充填材料劣化控制幾個方面介紹。并指出，高水充填材料硬化體在碳酸鹽、氯鹽、酸性等環(huán)境下，鈣礬石遭到了分解，強度顯著降低，影響充填體穩(wěn)定性。改良后的高水充填材料，增加了增進后期強度的礦物組成，適當降低了硬化體中鈣礬石的量，其硬化體在碳酸鹽、氯鹽、酸性等環(huán)境下，抗腐蝕性能大大改善。

歐凝科技（上海）有限公司董事長蘇奇

  歐凝科技（上海）有限公司董事長蘇奇分享了煤田火災治理及充填技術。他介紹了煤田火區(qū)災害現(xiàn)狀、災害成因分析、治理技術要點、治理解決方案以及煤田滅火技術市場前景。他介紹，煤炭自燃是一種由來已久的自然現(xiàn)象，煤田煤礦煤層的自燃，就是一種破壞自然環(huán)境、影響社會經(jīng)濟、危害生命安全的地質災害，煤田火災治理，迫在眉睫。煤區(qū)火災治理及充填國內市場總產(chǎn)值約計800-1000億，客戶主要是所有的煤礦主、政府及礦業(yè)主。