充填材料 水泥制品行業(yè)與礦山行業(yè)新的結(jié)合點(diǎn)

  ——充填材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)

  充填，是一種廣泛應(yīng)用于礦山、道路和建筑等領(lǐng)域的技術(shù)措施，礦山充填是治理開采沉陷的有效手段。目前我國(guó)應(yīng)用的充填工藝中所涉及膠結(jié)充填技術(shù)所使用的膠結(jié)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(jié)合點(diǎn)。

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

  
會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)

  中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)充填材料應(yīng)用技術(shù)分會(huì)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(jié)合的新平臺(tái)，對(duì)于混凝土與水泥制品行業(yè)來(lái)說(shuō)，充填材料是一個(gè)新的行業(yè)領(lǐng)域，也是一個(gè)發(fā)展空間巨大的領(lǐng)域。

建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所左彥峰博士主持會(huì)議

  為了交流和總結(jié)我國(guó)礦山充填材料與礦山固體廢物綜合利用的成功經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)礦山充填技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)在北京召開中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)充填材料應(yīng)用技術(shù)分會(huì)成立大會(huì)同時(shí)，還舉辦了充填材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)。

北京科技大學(xué)副校長(zhǎng)吳愛(ài)祥

  北京科技大學(xué)副校長(zhǎng)吳愛(ài)祥在技術(shù)交流會(huì)上介紹了礦山充填形勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)，他指出，膏體是由細(xì)顆粒、膠凝材料、骨料和水組成的不分層不離析不脫水、略過(guò)飽和的柱塞流管道輸送物料，其性質(zhì)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(jì)等三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，是技術(shù)先進(jìn)、前途遠(yuǎn)大的技術(shù)，是礦業(yè)的新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

  吳愛(ài)祥介紹了我國(guó)目前膏體的研究現(xiàn)狀及需要解決的問(wèn)題，并分享了一些應(yīng)用實(shí)例和膏體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，他指出，中國(guó)的膏體充填雖然起步較晚，但是呈現(xiàn)了良好的發(fā)展勢(shì)頭，不過(guò)在脫水濃縮、膏體泵送、充填體強(qiáng)度、化學(xué)藥劑改性等方面的科學(xué)研究和裝備制造整體落后于國(guó)際先進(jìn)水平，還需繼續(xù)推進(jìn)。在國(guó)家政策引導(dǎo)、安全技術(shù)形勢(shì)要求下，膏體在中國(guó)已經(jīng)全面應(yīng)用起來(lái)，而且還有著更廣闊的發(fā)展空間。

長(zhǎng)沙礦冶研究總院副院長(zhǎng)周愛(ài)民

  長(zhǎng)沙礦冶研究總院副院長(zhǎng)周愛(ài)民介紹了礦山固體廢棄物充填技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，他詳細(xì)介紹了礦山充填發(fā)展背景，并分析了結(jié)構(gòu)流全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)、膏體泵送充填技術(shù)與裝備、廢石膠結(jié)充填工藝與技術(shù)等技術(shù)特點(diǎn)，他指出，目前礦山充填發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)是大流量充填工業(yè)與裝備、膠結(jié)充填新技術(shù)與新材料、深礦井充填技術(shù)、充填采礦優(yōu)化等技術(shù)的發(fā)展。

  周愛(ài)民認(rèn)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(kù)與廢石場(chǎng)泥石流災(zāi)害、減少尾礦庫(kù)與廢石場(chǎng)災(zāi)害幾率、控制區(qū)域地壓和采場(chǎng)地壓活動(dòng)、消除采礦區(qū)塌陷事故、減少采場(chǎng)片幫事故、控制巖爆。礦山填充也可以保護(hù)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(guó)中煤集團(tuán)技術(shù)管理中心副總經(jīng)理陳立武

  中國(guó)中煤集團(tuán)技術(shù)管理中心副總經(jīng)理陳立武詳細(xì)闡述了充填采煤技術(shù)，他分析了充填采煤技術(shù)的研究意義，介紹了固體充填采煤的發(fā)展歷程、機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)、充填采煤技術(shù)工程實(shí)例以及充填采煤技術(shù)的研究展望。

  陳立武指出，根據(jù)國(guó)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(guó)煤炭生產(chǎn)能力達(dá)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(shù)，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(shù)，在西北地區(qū)等，也可以結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，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(lái)，隨著國(guó)家對(duì)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(shù)一樣重大，前景日益廣闊。

中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)尾礦聯(lián)盟常務(wù)副秘書長(zhǎng)杜根杰

  中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)尾礦聯(lián)盟常務(wù)副秘書長(zhǎng)杜根杰簡(jiǎn)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(guó)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(jià)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(wàn)億元。其中水泥混凝土行業(yè)利用廢渣量超過(guò)11億噸，同比增加10%以上。

  杜根杰介紹，"十二五"期間，為實(shí)現(xiàn)資源綜合利用目標(biāo)任務(wù)，我國(guó)加強(qiáng)了資源綜合利用領(lǐng)域重大戰(zhàn)略研究和頂層設(shè)計(jì)，進(jìn)一步完善資源綜合利用管理體制和工作機(jī)制。國(guó)務(wù)院及有關(guān)部門印發(fā)了一系列文件：《"十二五"國(guó)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(guān)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(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動(dòng)計(jì)劃》

北京礦冶研究總院采礦技術(shù)中心主任郭利杰

  北京礦冶研究總院采礦技術(shù)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(shù)》報(bào)告，他介紹，尾礦是我國(guó)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(jià)組分約占尾礦利用總量的3%，資源回收量達(dá)800萬(wàn)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(dá)到468億元。通過(guò)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(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效利用，并減少固廢中重金屬排放對(duì)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(shuō)是礦山充填水泥的替代品，不如說(shuō)是特定區(qū)域或特大型礦業(yè)集團(tuán)內(nèi)部廢物資源循環(huán)利用的經(jīng)營(yíng)方式或可持續(xù)發(fā)展模式。

  當(dāng)前，礦山新型充填膠凝材料的發(fā)展與推廣應(yīng)用，盡可能的與當(dāng)?shù)卮笮退嗉庸ぜ吧a(chǎn)企業(yè)協(xié)同開展，才能實(shí)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(nèi)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(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）資源工程系主任楊寶貴教授

  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）資源工程系主任楊寶貴教授介紹了新陽(yáng)煤礦高濃度膠結(jié)充填開采技術(shù)，汾西礦業(yè)集團(tuán) "三下"壓煤量達(dá)7.1億噸，共占可利用儲(chǔ)量的22.9%。其中，僅新陽(yáng)煤礦2#煤層村莊下壓煤就高達(dá)3363萬(wàn)噸。解放村莊壓煤的主要技術(shù)途徑有：遷村開采、條帶開采、充填開采。而遷村開采存在費(fèi)用高、周期長(zhǎng)、破壞生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題；條帶開采會(huì)浪費(fèi)大量資源；因此汾西礦業(yè)集團(tuán)選擇了充填開采，并在新陽(yáng)煤礦進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

  新陽(yáng)煤礦高濃度膠結(jié)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(zhì)量濃度為75%~80%、坍落度為220~260mm的高濃度膠結(jié)充填料漿。其特點(diǎn)如下：（1）流動(dòng)性好，輸送阻力小，2.0~4.5kPa/m ；（2）懸浮性好，懸浮時(shí)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(zhǎng)期穩(wěn)定；（4）強(qiáng)度高>4MPa。

北京科技大學(xué)劉娟紅教授

  北京科技大學(xué)劉娟紅教授作《腐蝕環(huán)境中高水充填材料劣化機(jī)理與控制》報(bào)告。她從高水充填材料特點(diǎn)、碳酸鹽溶液中高水充填材料腐蝕及劣化機(jī)理、氯鹽環(huán)境中高水充填材料腐蝕及劣化機(jī)理、酸性環(huán)境中高水充填材料腐蝕及劣化機(jī)理、腐蝕環(huán)境中高水充填材料劣化控制幾個(gè)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(qiáng)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(jìn)后期強(qiáng)度的礦物組成，適當(dāng)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(zhǎng)蘇奇

  歐凝科技（上海）有限公司董事長(zhǎng)蘇奇分享了煤田火災(zāi)治理及充填技術(shù)。他介紹了煤田火區(qū)災(zāi)害現(xiàn)狀、災(zāi)害成因分析、治理技術(shù)要點(diǎn)、治理解決方案以及煤田滅火技術(shù)市場(chǎng)前景。他介紹，煤炭自燃是一種由來(lái)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(huì)經(jīng)濟(jì)、危害生命安全的地質(zhì)災(zāi)害，煤田火災(zāi)治理，迫在眉睫。煤區(qū)火災(zāi)治理及充填國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總產(chǎn)值約計(jì)800-1000億，客戶主要是所有的煤礦主、政府及礦業(yè)主。