(2)國內(nèi)充填技術(shù)的發(fā)展歷程。

我國充填工藝起步于20世紀(jì)50年代以處理廢棄物為目的的廢石干式充填，廢石干式充填法曾在50年代初期成為中國主要的采礦方法之一，如1955年有色金屬地下開采礦山中該方法應(yīng)用比例高達(dá)54.8%。隨著回采技術(shù)的發(fā)展，廢石干式充填因其效率低、生產(chǎn)能力小和勞動強(qiáng)度大，已不能滿足“三強(qiáng)”(強(qiáng)采、強(qiáng)出、強(qiáng)充)采礦生產(chǎn)的需要。因而，自1956年開始，國內(nèi)干式充填法所占的比重逐年下降，到1963年在有色礦山的產(chǎn)量僅占0.7%，處于被淘汰的地位。

我國的水砂充填工藝是從20世紀(jì)60年代開始采用的，1965年在錫礦山南礦為了控制大面積地壓活動，首次采用了尾砂水力充填工藝，有效地減緩了地表下沉;湘潭錳礦為防止礦坑內(nèi)因火災(zāi)，從1960年開始采用碎石水力充填工藝，取得了較好的效果;70年代銅綠山銅鐵礦、招遠(yuǎn)金礦和凡口鉛鋅礦等礦山都先后成功應(yīng)用了尾砂水力充填工藝;進(jìn)入80年代后，分級尾砂充填工藝與技術(shù)應(yīng)用更加廣泛，安慶銅礦、張馬屯鐵礦、三山島金礦等60余座有色、黑色和黃金礦山都推廣應(yīng)用了該項(xiàng)工藝技術(shù)。

由于非膠結(jié)充填體無自立能力，難以滿足采礦工藝的高回采率和低貧化率的需要，20世紀(jì)60—70年代，中國開始開發(fā)和應(yīng)用尾砂膠結(jié)充填技術(shù)。在這一階段尾砂膠結(jié)充填技術(shù)研究內(nèi)容主要包括充填骨料的物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)成分對充填體的影響、充填料與圍巖的相互作用、充填體的穩(wěn)定性和充填膠凝材料。這一時(shí)期的膠結(jié)充填均為傳統(tǒng)的混凝土充填，即完全按建筑混凝土的要求和工藝制備來輸送膠結(jié)充填料，如凡口鉛鋅礦從1964年開始采用風(fēng)力輸送充填料，充填體水泥單耗為240kg/m3;金川龍首鎳礦亦于1965年開始應(yīng)用以戈壁集料作為充填骨料的膠結(jié)充填工藝，并采用電耙接力輸送，其充填體水泥單耗為200kg/m3。這種傳統(tǒng)的粗骨料膠結(jié)充填輸送工藝復(fù)雜，且對物料的級配要求較高，因而一直未獲得大規(guī)模推廣使用，到20世紀(jì)70—80年代，幾乎被細(xì)砂膠結(jié)充填完全取代(如凡口鉛鋅礦、招遠(yuǎn)金礦和焦家金礦等礦山)。細(xì)砂膠結(jié)充填以尾砂、天然砂和棒磨砂等材料作為充填骨料，以水泥為主要膠結(jié)劑，集料與膠結(jié)劑通過攪拌制備成料漿后，以兩相流管道輸送方式輸入采場進(jìn)行充填。因細(xì)砂膠結(jié)充填兼有膠結(jié)強(qiáng)度和適于管道水力輸送的特點(diǎn)，自80年代開始在凡口鉛鋅礦、小鐵山鉛鋅礦、康家灣鉛鋅礦、黃沙坪鉛鋅礦、銅綠山銅礦等20余座礦山得到推廣應(yīng)用。

尾砂膠結(jié)充填雖然具有較高充填體強(qiáng)度、良好的管道輸送特性，但由于使用大量水泥作為膠結(jié)劑，使充填成本增加，而且受自流管道輸送濃度限制，普通的料漿質(zhì)量濃度不高(一般70%以下)，充入采場后，大量的水分必須通過濾水設(shè)施排出，不僅增加了排水費(fèi)用、污染了井下環(huán)境，而且降低了充填體強(qiáng)度。為進(jìn)一步降低采礦成本，提高充填質(zhì)量，保護(hù)地表環(huán)境，20世紀(jì)80—90年代，發(fā)展了塊石膠結(jié)充填、高濃度全尾砂膠結(jié)充填和膏體充填等新型充填技術(shù)。

我國各種充填技術(shù)發(fā)展歷程大致如圖1-1所示。

圖1-1充填技術(shù)發(fā)展歷程