目前在中国应用的充填工艺主要有分级尾砂充填、全尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体泵送胶结充填、磨砂胶结充填、赤泥胶结充填、高水固化胶结充填、少量的天然砂胶结充填和干式充填。
分级尾砂充填工艺是我国应用****为广泛的充填工艺,绝大部分充填矿山均建有分级尾砂充填系统,包括分级尾砂胶结充填和非胶结充填。这一充填工艺和技术已相当成熟,其输送浓度为65%~70%。分级尾砂的利用粒径一般为+37μm,利用率一般在50%,而对有些多金属矿山,其产率仅30%左右,如凡口铅锌矿、西林铅锌矿、安庆铜矿等矿山。
高浓度全尾砂胶结充填工艺的特点是以全尾砂作为充填骨料,通过活化搅拌,在高浓度状态下输送到采场。该工艺全部尾砂作为充填料,因而适用于充填料来源不足、在地表不能建尾砂库、尾砂中含*物质需要处理或尾砂中含有将来可以利用的有用物质而需要保存在井下的矿山。该法不能用常规方法搅拌,必须用活化搅拌技术,才能制备出高质量的全尾砂胶结充填料。
我国是矿业大国,矿产资源丰富,全国约有各类矿山企业16.5万座。据不完全统计,每年尾砂排放量高达15亿吨以上,如何妥善处理如此巨大的尾砂量一直是矿业界急需解决的难题。
目前,尾砂处理方式分为两类,一种是采用地面尾矿库堆存,将选矿厂产生的尾砂经浓密或压滤后输送至尾矿库堆存,尾砂堆存分为干堆或湿堆两种方式;另一种是用于井下采空区充填,将浓缩后的选厂尾砂直接或与胶凝材料混合搅拌形成的充填料浆输送至井下回填采空区,充填料浆输送方式有自流或泵送两种。近年来,国内尾砂处置主要采用井下充填为主、尾矿库堆存为辅的处理方式。
当前,尾矿库堆存的尾砂处理工艺已由堆存低浓度尾砂逐步向堆存高浓度尾砂或尾砂压滤干堆技术发展;井下采空区回填的尾砂处理工艺也由低浓度分级尾砂充填逐步向全尾砂高浓度充填技术发展。
由于尾砂压滤干堆、尾砂高浓度排放及全尾砂高浓度充填技术等新型尾砂处理工艺具有环保、安全、经济的特点,已成为尾砂处理的发展趋势。
长期以来,矿山充填仅是作为地下*的一个工序,以满足采场地压管理的要求。随着人类可持续发展战略的需要,21世纪矿山充填的意义远不只局限于满足地下*的地压管理,还将逐渐展示出充分利用矿产资源和环境保护等方面的社会意义。因此,在矿山开采评估过程中应充分认识这一深层次上的意义,树立矿山充填开采的新观念。
从可持续发展的观点出发,矿产资源的合理开发应该是针对人类总体资源,即现有技术水平和经济环境下可以开发利用的当代资源和现有技术水平下还不能开采、利用或者即使能开采利用,但在经济上不合理的远景资源。矿山充填,特别是矿山胶结充填能使当代人在不能确定远景资源的条件下,为将来开发远景资源提供良好的开采环境,甚至可以说为综合开发和利用人类总体资源奠定了技术基础,是合理开发人类总体矿产资源的技术途径。