總則1.0.1為規(guī)范金屬非金屬礦山充填工程的設(shè)計(jì)與施工，制定本標(biāo)準(zhǔn)。1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、改建、擴(kuò)建及生產(chǎn)的金屬非金屬礦山的充填工程。1.0.3金屬非金屬礦山充填工程，除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2術(shù)語2.0.1礦山充填minebackfill采用各種砂、石以及其他物料，對地下采礦形成的空區(qū)進(jìn)行回填的作業(yè)過程。2.0.2充填材料backfillmaterial包括骨料、膠凝材料、水，以及改善充填料漿性能的添加劑。2.0.3全尾砂unclassifiedtailings金屬非金屬礦石選礦后排出的全粒級尾砂。2.0.4分級尾砂classifiedtailings金屬非金屬礦石選礦后排出的經(jīng)過分選的粒級尾砂。2.0.5粒級組成particlesizedistribution構(gòu)成物料的各種級別顆粒的含量，通常以百分?jǐn)?shù)來表示。2.0.6膠凝材料binder在物理、化學(xué)作用下，能從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料，形成有一定機(jī)械強(qiáng)度的復(fù)合固體的物質(zhì)。2.0.7充填料漿backfillslurry充填骨料、膠凝材料等與水的混合物。2.0.8充填配比recipeofbackfillslurry充填料漿中各組成材料之間的質(zhì)量比例關(guān)系。2.0.9質(zhì)量濃度solidcontent固體物料占整個(gè)充填料漿的質(zhì)量百分比。2.0.10充填體強(qiáng)度backfillstrength充填體試件抵抗單軸壓力時(shí)保持自身不被破壞的極限應(yīng)力。2.0.11充填系統(tǒng)backfillsystem由地面充填制備站設(shè)施和井下輸送管網(wǎng)組成。2.0.12充填倍線stowinggradient充填管道線路總長度與充填管道起止口的垂直高差之比。2.0.13膠結(jié)充填cementedbackfill充填材料中含有膠凝材料，膠結(jié)形成具有一定強(qiáng)度的充填體。2.0.14非膠結(jié)充填uncementedbackfill充填材料中不含膠凝材料，堆積或自然固結(jié)后形成充填體。3基本規(guī)定3.1充填材料取樣3.1.1充填材料現(xiàn)場取樣應(yīng)具有代表性，宜采用多次取樣的方法。3.1.2充填材料取樣數(shù)量應(yīng)多于試驗(yàn)所需量的1.5倍。3.1.3試驗(yàn)前應(yīng)將取得的充填材料分別攪拌均勻。3.2實(shí)驗(yàn)室充填試樣制備3.2.1充填材料應(yīng)提前24h運(yùn)入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室溫度宜在（20±5）℃。3.2.2實(shí)驗(yàn)室拌制充填材料時(shí)，其材料用量應(yīng)以質(zhì)量計(jì)。充填骨料的稱量精度應(yīng)為±1%，膠凝材料、水、添加劑的稱量精度均應(yīng)為±0.5%。3.2.3充填料漿的攪拌應(yīng)采用機(jī)械攪拌。當(dāng)充填骨料含有粗骨料時(shí)，宜選用混凝土攪拌機(jī)；當(dāng)充填骨料僅有細(xì)骨料時(shí)，宜選用砂漿攪拌機(jī)。4充填材料4.1骨料4.1.1充填骨料宜采用尾砂、天然砂、棒磨砂、水淬爐渣、戈壁集料、碎石、塊石、廢石、磷石膏等。4.1.2充填骨料的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：1充填骨料應(yīng)無毒無害，符合環(huán)保要求。2充填骨料可分為細(xì)骨料和粗骨料，細(xì)骨料粒徑應(yīng)小于等于5mm，包括尾砂、天然砂、棒磨砂等；粗骨料粒徑應(yīng)大于5mm，包括碎石、卵石、塊石、廢石、水淬爐渣等。3用于膠結(jié)充填的含硫尾砂，尾砂中硫含量宜通過充填體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定。4.1.3干式充填材料可利用井下掘進(jìn)廢石，其塊度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50771的有關(guān)規(guī)定。4.2膠凝材料膠凝材料宜采用水泥，也可采用粉煤灰、磨細(xì)的水淬爐渣、石灰、石膏、其他膠凝材料等部分或全部代替水泥。4.3水4.3.1充填用水的pH值不宜小于5。4.3.2尾礦溢流水懸浮物質(zhì)量濃度不宜大于300mg/L。5充填試驗(yàn)5.1骨料物理化學(xué)試驗(yàn)5.1.1骨料物理性質(zhì)試驗(yàn)宜包括含水率、密度、比重、孔隙率、滲透系數(shù)等，測試方法宜按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.1.2骨料化學(xué)成分及其含量宜采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES法）、滴定法等進(jìn)行測試。5.1.3骨料粒級組成測試宜符合下列規(guī)定：1骨料粒徑小于等于0.075mm，宜采用激光粒度分析法測試；骨料粒徑大于0.075mm，宜采用篩析法測試。2粒級組成測試指標(biāo)不均勻系數(shù)和平均粒徑，應(yīng)按下列公式計(jì)算：（5.1.3-1）式中—不均勻系數(shù)；、—在粒徑分布曲線上粒徑累積質(zhì)量分別占總質(zhì)量10%和60%的粒徑(mm)。（5.1.3-2）式中—平均粒徑(mm)；—每組篩分粒級上限粒徑和下限粒徑的平均值(mm)；—每組粒級所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)；—篩分粒級組數(shù)。5.2膠凝材料試驗(yàn)5.2.1膠凝材料稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性試驗(yàn)宜按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》GB/T1346的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.2.2膠凝材料強(qiáng)度試驗(yàn)宜按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》GB/T17671的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.3尾砂沉降試驗(yàn)5.3.1尾砂靜態(tài)沉降試驗(yàn)適用于自然沉降方式和絮凝沉降方式。通過采用量筒直接觀測沉降界面法，靜態(tài)自然沉降試驗(yàn)可計(jì)算得出尾砂漿的底流濃度、沉降速度；靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)可計(jì)算得出尾砂漿的最佳絮凝劑型號、最佳進(jìn)料濃度、最佳絮凝劑添加量。5.3.2尾砂動態(tài)沉降試驗(yàn)適用于絮凝沉降方式。根據(jù)尾砂靜態(tài)沉降試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步開展動態(tài)沉降試驗(yàn)可計(jì)算得出尾砂漿的底流濃度、溢流水懸浮物質(zhì)量濃度。5.3.3尾砂沉降試驗(yàn)步驟宜按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄A的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.4充填料漿流動性試驗(yàn)5.4.1充填料漿的流動性試驗(yàn)可開展塌落度試驗(yàn)、擴(kuò)展度試驗(yàn)、流變試驗(yàn)等。5.4.2當(dāng)充填骨料含有粗骨料時(shí)，宜開展充填料漿的塌落度試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟應(yīng)按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.4.3當(dāng)充填骨料僅有細(xì)骨料時(shí)，宜開展充填料漿的擴(kuò)展度試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟應(yīng)按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄B的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.4.4充填料漿的流變試驗(yàn)宜通過流變儀進(jìn)行測試，流變參數(shù)可采用Bingham模型對流變曲線進(jìn)行回歸分析，計(jì)算得出屈服應(yīng)力和黏度系數(shù)。5.5充填料漿輸送試驗(yàn)5.5.1充填料漿管道輸送試驗(yàn)宜采用環(huán)管試驗(yàn)。5.5.2環(huán)管試驗(yàn)管路布置宜符合下列規(guī)定：1環(huán)管試驗(yàn)管路鋪設(shè)宜圍繞礦山的地形地貌進(jìn)行合理布置；2在滿足工業(yè)試驗(yàn)要求的前提下，最大限度利用礦山現(xiàn)有的充填工藝系統(tǒng)；3環(huán)管試驗(yàn)管道型號和參數(shù)宜與礦山現(xiàn)有或擬建的主充填管道一致。5.5.3利用環(huán)管試驗(yàn)，測試不同濃度、不同管徑、不同流量條件下的充填料漿管道摩阻損失和流速，并計(jì)算管道輸送系統(tǒng)沿程阻力損失。無試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，管道摩阻損失和臨界流速可參考類似礦山經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。5.5.4管道輸送流速應(yīng)按下式計(jì)算：（5.5.4）式中—管道流速(m/s)；—管道流量(m3/s)；—管道內(nèi)徑(m)。5.5.5管道摩阻損失應(yīng)按下式計(jì)算：（5.5.5）式中—水平直管單位長度阻力(kPa/m)；—水平直管段道壓差(kPa)；—水平直管段道壓差的距離(m)。5.5.6管道輸送系統(tǒng)沿程阻力損失應(yīng)按下式計(jì)算：（5.5.6）式中—管道沿程阻力(kPa)；—管道總長度(m)；—安全系數(shù)，宜取1.2～1.5，充填管網(wǎng)布設(shè)復(fù)雜宜選取大值，管網(wǎng)布設(shè)簡易宜選取最小值。5.6充填體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)5.6.1根據(jù)采礦方法對充填體強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求，宜開展充填體抗壓強(qiáng)度配比試驗(yàn)，選擇合理的充填材料和充填配比參數(shù)。5.6.2試件尺寸宜符合下列規(guī)定：1圓柱體試件尺寸宜為φ50mm×100mm或φ75mm×150mm；2立方體試件尺寸邊長宜為70.7mm；3充填骨料含有粗骨料時(shí)，試件尺寸宜符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081的有關(guān)規(guī)定。5.6.3抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所用設(shè)備宜符合下列規(guī)定：1試模：宜符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土試模》JG237的有關(guān)規(guī)定；2壓力試驗(yàn)機(jī)：除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)》GB/T3159外，其測量精度應(yīng)為1%，試件破壞荷載應(yīng)不小于壓力機(jī)量程的20%，且不應(yīng)大于全量程的80%；3鋼墊板：試驗(yàn)機(jī)上、下壓板及試件之間可墊以鋼墊板，墊板的尺寸應(yīng)大于試件的承壓面，其不平度應(yīng)為每100mm不超過0.02mm；4卡尺：量程300mm，最小分度值0.02mm。5.6.4試件制作步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：1每組配比試驗(yàn)宜為3個(gè)試件；2試件制作前，試模內(nèi)表面應(yīng)涂一薄層礦物油或不與充填材料發(fā)生反應(yīng)的脫模劑；3將攪拌好的充填料漿宜一次性裝入試模，人工插搗宜按螺旋方向從邊緣向中心均勻進(jìn)行，并使充填料漿高出試模頂面；4插搗結(jié)束后，用橡皮錘輕輕敲打試模側(cè)面，使得漿體表面平齊；5當(dāng)充填料漿臨近初凝時(shí)，應(yīng)將高出部分的料漿用抹刀抹平。5.6.5試件養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定：1充填體試件制作完成后應(yīng)立即用不透水的薄膜覆蓋表面，以防止水分蒸發(fā)；2試件應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中靜置，達(dá)到料漿凝結(jié)時(shí)間后，然后編號、拆模；3拆模后應(yīng)立即放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室或養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)條件宜為（20±2）℃，相對濕度為90%以上，或模擬井下實(shí)際的溫度和濕度。養(yǎng)護(hù)期間，試件彼此間隔不宜小于10mm；4試件養(yǎng)護(hù)齡期宜為3d、7d、28d（從攪拌加水開始計(jì)時(shí)），現(xiàn)場可根據(jù)實(shí)際情況考慮其他養(yǎng)護(hù)齡期。5.6.6試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：1圓柱體試件的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄C的有關(guān)規(guī)定；2立方體試件的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T70中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6充填系統(tǒng)6.1充填系統(tǒng)能力計(jì)算6.1.1充填系統(tǒng)的年工作天數(shù)和日工作時(shí)間宜根據(jù)礦山現(xiàn)狀進(jìn)行制定。6.1.2充填系統(tǒng)日充填能力宜按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50771的有關(guān)規(guī)定計(jì)算。6.1.3充填系統(tǒng)每小時(shí)制備料漿能力應(yīng)按下式計(jì)算：（6.1.3）式中：—每小時(shí)制備能力(m3/h)；—日充填能力(m3/d)；—日工作時(shí)間(h)。6.1.4充填材料消耗量宜按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄D的有關(guān)規(guī)定開展計(jì)算。6.2充填制備站6.2.1充填制備站巖土工程勘查工作宜按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘查技術(shù)規(guī)范》YS5202的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.2.2充填制備站的站址選擇宜符合下列規(guī)定：1宜靠近充填負(fù)荷中心；2宜采用地面集中布置；3宜滿足自流和滿管輸送的要求；4宜便捷充填物料運(yùn)輸。6.2.3充填制備站應(yīng)包括骨料制備儲存設(shè)施、膠凝材料儲存設(shè)施、物料供料設(shè)施、攪拌輸送設(shè)施、充填自動化設(shè)施、通風(fēng)除塵設(shè)施、事故池等。6.2.4砂倉的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1立式砂倉或臥式砂倉不宜少于2個(gè)；砂倉總有效放砂容積不宜小于日平均充填量的1.5倍或分層充填一次最大充填量。2立式砂倉應(yīng)由圓柱形筒體和錐形底（或半球形底）組成，其中圓柱形筒體高度應(yīng)大于直徑的2倍。3立式砂倉進(jìn)砂管應(yīng)在砂倉中心給料，砂倉內(nèi)部應(yīng)設(shè)有造漿系統(tǒng)，砂倉底部的放砂管坡度應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。4濕式臥式砂倉應(yīng)有溢流水和濾水設(shè)施，砂倉底部宜有6%～7%的自流坡度。5砂倉頂部應(yīng)設(shè)頂蓋防雨雪。6.2.5深錐濃密機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1深錐濃密機(jī)的生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備選型宜通過尾砂靜態(tài)沉降試驗(yàn)和動態(tài)沉降試驗(yàn)確定。2深錐濃密機(jī)應(yīng)具備一定的儲料功能。6.2.6過濾設(shè)備選型應(yīng)根據(jù)尾礦過濾試驗(yàn)和處理能力確定。6.2.7膠凝材料料倉、水池設(shè)計(jì)宜按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50771的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.2.8充填制備站應(yīng)設(shè)1座事故池，地表事故池體積應(yīng)按下式計(jì)算：（6.2.8）式中：—事故池體積(m3)；—地表管道長度(m)；—地表管道直徑(m)；—攪拌桶體積(m3)；—容積系數(shù)(宜取3～5)。6.2.9高寒地區(qū)砂倉、水池、事故池等主要設(shè)施應(yīng)采取保溫措施。6.3充填物料供料6.3.1充填物料供料系統(tǒng)應(yīng)與礦山固廢（尾砂、廢石等）排放系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。6.3.2充填物料供料分為連續(xù)供料與間歇供料，礦山應(yīng)根據(jù)區(qū)域氣候環(huán)境、物料來源、實(shí)際生產(chǎn)要求等因素合理確定供料方式。6.3.3尾砂脫水宜采用重力濃密或機(jī)械壓濾兩種方式。重力濃密設(shè)備宜采用立式砂倉、普通耙式濃密機(jī)、高效濃密機(jī)、深錐濃密機(jī)；機(jī)械壓濾設(shè)備宜采用壓濾機(jī)、真空過濾機(jī)。6.3.4干尾砂及其他骨料供料宜采用圓盤給料機(jī)、皮帶輸送機(jī)、抓斗、裝載機(jī)等方式。6.3.5膠凝材料供料宜采用具有計(jì)量功能的螺旋輸送機(jī)；膠凝材料料倉內(nèi)應(yīng)設(shè)有震動裝置，避免倉內(nèi)蓬料。6.4充填料漿攪拌6.4.1充填料漿攪拌制備的質(zhì)量濃度應(yīng)符合充填工藝的設(shè)計(jì)要求。6.4.2充填料漿攪拌方式分為立式攪拌和臥式攪拌，水力充填宜采用立式攪拌方式；膏體充填宜采用臥式攪拌方式。6.4.3充填料漿的攪拌裝置應(yīng)配備液位儀。對于立式攪拌裝置，攪拌液位應(yīng)高于上層葉片；對于臥室攪拌裝置，攪拌液位應(yīng)高于葉片的1/2處。6.4.4充填料漿攪拌時(shí)間宜為攪拌系統(tǒng)將料漿攪拌均勻的最短時(shí)間，礦山可根據(jù)實(shí)際情況確定合理的攪拌時(shí)間。6.4.5攪拌系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置溢流排污管路，避免滿桶或滿槽使物料污染車間。6.4.6充填攪拌系統(tǒng)在出現(xiàn)斷水、斷電工況時(shí)，應(yīng)有應(yīng)急水源注入攪拌裝置，各生產(chǎn)入料應(yīng)能及時(shí)停機(jī)或截流。6.5充填料漿輸送6.5.1充填料漿管道輸送方式宜符合下列規(guī)定：1充填料漿垂直管道的重力勢能應(yīng)按下式計(jì)算：（6.5.1）式中—垂直管道的重力勢能(kPa)；—充填料漿密度(kg/m3)；—垂直管道高度(m)。2當(dāng)?shù)V山充填管道輸送系統(tǒng)的重力勢能大于等于沿程阻力損失時(shí)，宜采用自流輸送方式；當(dāng)充填管道輸送系統(tǒng)的重力勢能小于輸送試驗(yàn)的沿程阻力損失時(shí)，宜采用泵壓輸送方式。3自流輸送時(shí)，充填倍線宜符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50771的有關(guān)規(guī)定。4泵壓輸送時(shí)，宜采用活塞泵，泵壓應(yīng)大于充填管道輸送系統(tǒng)的沿程阻力與重力勢能之差。5宜采取定濃度、定流量的滿管輸送方式。6.5.2充填料漿管道輸送參數(shù)宜符合下列規(guī)定：1管道輸送參數(shù)宜通過充填料漿流動性試驗(yàn)和輸送試驗(yàn)研究確定；無試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可參考類似礦山經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。2管道內(nèi)徑的選擇應(yīng)與充填料漿輸送能力和輸送阻力相匹配。3充填料漿管道自流輸送流速必須大于臨界流速。6.5.3膏體充填料漿管道輸送時(shí)宜符合下列規(guī)定：1膏體充填料漿中-20μm固體含量宜在15%～25%；2膏體充填料漿的泌水率不宜大于5%，凝結(jié)時(shí)間不宜小于8h；3膏體充填料漿的最大粒徑與輸送管徑之比不宜大于1:5。6.5.4充填鉆孔設(shè)計(jì)宜按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50771的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.5.5充填管道選型宜符合下列規(guī)定：1充填管道的耐壓強(qiáng)度不應(yīng)小于充填管道沿程最低點(diǎn)所受靜壓與最大泵壓之和；2主充填管垂直段和孔底彎管宜采用雙層錳鋼管、雙金屬復(fù)合管、貝氏體管道。3主充填管水平段宜采用耐磨無縫鋼管；4充填采空區(qū)的臨時(shí)管宜采用鋼編復(fù)合管、聚乙烯塑料管。6.5.6管道敷設(shè)宜符合下列規(guī)定：1主充填管不宜設(shè)在提升井內(nèi)，服務(wù)年限長的大型礦山可設(shè)專用充填井；2充填主豎管及主水平管道最低處宜設(shè)事故排漿閥；3井下管道敷設(shè)宜沿流向無負(fù)坡，需逐段綁牢固定；4充填管道連接件的強(qiáng)度不應(yīng)低于所連接管材的強(qiáng)度，充填鉆孔的套管宜采用焊接或管箍連接，不需經(jīng)常拆卸的管段宜采用法蘭盤連接，經(jīng)常拆卸的水平管段宜采用快速接頭；5高寒地區(qū)架空管道敷設(shè)時(shí)，宜考慮保溫防凍措施。6.5.7深井開采的礦山在充填料漿管道輸送過程中，可采用管路型（折返/階梯布置、變徑管、90°彎頭）、設(shè)備型（阻尼節(jié)流孔板、減壓閥、緩沖盒）、構(gòu)筑物型（減壓池、減壓站）等措施進(jìn)行減壓。6.5.8采用廢石膠結(jié)充填時(shí)，充填骨料運(yùn)輸量小可用礦車，運(yùn)量大宜用皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸，充填骨料與膠結(jié)料漿宜采用跌落式混合器混料。6.6充填自動化6.6.1應(yīng)以充填工藝參數(shù)為監(jiān)測和控制目標(biāo)，建立充填自動化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)充填過程的監(jiān)測、自動控制、記錄、報(bào)警等功能。6.6.2充填自動化監(jiān)測宜包括下列內(nèi)容：1料位、液位監(jiān)測：供料倉料位、水池液位、攪拌液位；2濃度、流量監(jiān)測：尾砂給料濃度和流量、尾砂放砂濃度和流量、充填料漿濃度和流量、水泥給料流量、調(diào)濃水流量、其他添加料流量；3壓力監(jiān)測：高壓風(fēng)、高壓水、管道輸送壓力。6.6.3充填自動化控制宜包括下列內(nèi)容：1宜通過對充填材料的給料流量控制實(shí)現(xiàn)灰砂比計(jì)算；2宜通過對攪拌機(jī)的進(jìn)料流量和出料流量控制實(shí)現(xiàn)攪拌液面平衡。6.6.4充填自動化報(bào)警內(nèi)容下列包括：1供料倉料位、水池液位、攪拌液位宜設(shè)置上、下限報(bào)警；2充填系統(tǒng)的設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，自動化控制系統(tǒng)應(yīng)反饋報(bào)警，并應(yīng)急停車。6.6.5充填自動化控制系統(tǒng)除保證充填過程監(jiān)測和控制功能外，還應(yīng)包含充填生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表、各類歷史報(bào)警記錄等管理功能。6.6.6充填自動化控制系統(tǒng)宜具有可擴(kuò)展性，可通過增加模塊、其他接口與其具有開放功能的系統(tǒng)及智能化儀表相連接。6.6.7充填制備站內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備位置宜配套視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

7采空區(qū)充填7.1充填方式7.1.1充填方式可分為膠結(jié)充填和非膠結(jié)充填。7.1.2礦山充填方式和充填體強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)采礦方法確定。7.2采空區(qū)封閉7.2.1采空區(qū)準(zhǔn)備充填作業(yè)時(shí)，應(yīng)開展封閉擋墻工作，布置在采空區(qū)塌落邊界之外的巷道圍巖穩(wěn)固地段。7.2.2構(gòu)筑封閉擋墻時(shí)，必須清除巷道頂、底板浮石，構(gòu)筑形式可選擇木擋墻、磚擋墻、鋼絲網(wǎng)柔性擋墻、混凝土擋墻等。7.2.3封閉擋墻受力宜按照本標(biāo)準(zhǔn)附錄E的有關(guān)規(guī)定開展計(jì)算，通過對封閉擋墻所受總壓力、最大豎向彎矩和作用點(diǎn)綜合分析，進(jìn)而選取封閉擋墻的構(gòu)筑形式和單次充填料漿面高度。7.2.4封閉擋墻制作完成后，封閉擋墻與周邊圍巖接觸處宜采用噴漿密封處理，防止從接觸縫隙跑漿、漏漿。7.2.5采空區(qū)充填料漿面高度位于封閉擋墻時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制單次充填高度，單次充填料漿凝固后宜可進(jìn)行下次充填；采空區(qū)充填料漿面高度超過封閉擋墻后，充填料漿宜連續(xù)充填。7.3采空區(qū)脫水7.3.1膠結(jié)充填采空區(qū)宜采用脫水管濾水，非膠結(jié)充填采空區(qū)宜采用預(yù)設(shè)溢水孔將充填體上部積水排除。7.3.2根據(jù)充填料漿滲透率、級配含量等因素開展脫水管比選試驗(yàn)，獲得最佳的脫水速率，進(jìn)而選取適宜的脫水管型號。7.3.3脫水管的設(shè)置宜符合下列規(guī)定：1根據(jù)充填采空區(qū)尺寸，設(shè)計(jì)脫水管數(shù)量，脫水管的數(shù)量不宜少于2根；2脫水管吊掛宜從采空區(qū)頂部的充填聯(lián)巷至采空區(qū)底部穿過封閉擋墻。7.3.4采用負(fù)壓強(qiáng)制脫水、自制脫水籠等脫水措施時(shí)，可根據(jù)采空區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布設(shè)。7.4采空區(qū)接頂7.4.1采空區(qū)接頂方式可采用人工接頂、機(jī)械接頂、加壓接頂、自流接頂?shù)?，礦山應(yīng)結(jié)合開采方法、礦巖性質(zhì)、料漿性能和下料工藝，選擇合理的接頂方式。7.4.2采空區(qū)接頂輔助措施包括：1充填料漿下料口宜靠近空區(qū)頂板最高處；2宜實(shí)施多點(diǎn)下料；3宜分次充填接頂，并應(yīng)嚴(yán)格控制分次充填量和固結(jié)時(shí)間；4加壓接頂時(shí)，宜在空區(qū)頂板最高處設(shè)置排氣管；5宜采用優(yōu)化充填料漿性能、泌水快排以及膨脹接頂?shù)容o助技術(shù)。7.5采空區(qū)充填輔助工程7.5.1應(yīng)合理布置充填聯(lián)絡(luò)巷、下料鉆孔等，便于充填管道架設(shè)與料漿排放。7.5.2應(yīng)在各充填工序間之間設(shè)置通訊系統(tǒng)，保持通訊暢通。7.5.3應(yīng)在充填制備站、關(guān)鍵管路連接處、井下作業(yè)區(qū)等地設(shè)置照明設(shè)施。7.5.4每一中段水平宜設(shè)置1座事故池，用于排放充填事故的料漿。7.6采空區(qū)充填管理7.6.1采空區(qū)充填計(jì)劃編制宜符合下列規(guī)定：1繪制采空區(qū)實(shí)測圖及相鄰采場工程實(shí)測圖；2編制采場空區(qū)總充填量、充填次數(shù)和單次充填量；3確定充填管道架設(shè)位置，并制定封閉擋墻、脫水、接頂施工方案。7.6.2充填管道引流和清洗工作宜符合下列規(guī)定：1充填作業(yè)開始前，宜開展充填管道引流工作；2充填作業(yè)完畢后，宜開展充填管道清洗工作，可采用水或高壓風(fēng)清洗管道；3設(shè)置引管水、洗管水三通，并將其排放到巷道水溝。7.6.3充填作業(yè)過程中，應(yīng)加強(qiáng)管路和封閉擋墻的巡視，發(fā)現(xiàn)跑漿、漏漿等異常情況應(yīng)及時(shí)處理，避免引起充填事故。7.6.4充填工程安全作業(yè)宜按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB16423的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。7.7充填體質(zhì)量評價(jià)7.7.1充填制備站充填體質(zhì)量檢測宜符合下列規(guī)定：1充填料漿穩(wěn)定制備過程中，可從攪拌機(jī)取樣預(yù)留口或井下充填管道出口進(jìn)行取樣，取樣后開始各項(xiàng)性能試驗(yàn)不宜超過15min；2每班取樣檢測3次充填料漿濃度，濃度檢測宜采用濃度壺、烘干法等；3每班不同充填配比的充填料漿分別取樣制作試件，并開展充填體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；4更換膠凝材料時(shí)，宜開展膠凝材料試驗(yàn)和充填體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。7.7.2井下采空區(qū)充填體質(zhì)量檢測宜符合下列規(guī)定：1在井下采空區(qū)充填體養(yǎng)護(hù)完畢后，開展取芯工作；2充填體巖芯應(yīng)用保鮮膜包裹，并依次進(jìn)行編錄；3取芯完畢后，應(yīng)及時(shí)將充填體巖芯送至地表實(shí)驗(yàn)室，加工成標(biāo)準(zhǔn)的圓柱體試件；4試件加工完畢后，應(yīng)立即開展充填體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。7.7.3充填體質(zhì)量評價(jià)宜符合下列規(guī)定：1宜建立各采空區(qū)充填質(zhì)量臺賬，記錄格式見附錄F；2充填作業(yè)過程中，地表充填體試件3d/7d強(qiáng)度連續(xù)3天低于生產(chǎn)指標(biāo)時(shí)，宜及時(shí)調(diào)整充填配比參數(shù)、膠凝材料等；3充填作業(yè)完畢后，分別對每個(gè)采空區(qū)的地表充填體試件強(qiáng)度數(shù)據(jù)和井下取芯試件強(qiáng)度數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行分析，用于指導(dǎo)后期充填管理。7.7.4充填體試件強(qiáng)度數(shù)據(jù)的平均值應(yīng)按下列公式計(jì)算：（7.7.4）式中—充填體試件強(qiáng)度數(shù)據(jù)平均值(MPa)；—單個(gè)充填體試件單軸抗壓強(qiáng)度(MPa)；—充填體試件樣本總數(shù)。7.7.5充填體試件強(qiáng)度數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)按下列公式計(jì)算：（7.7.5）式中—充填體試件強(qiáng)度數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。附錄A沉降試驗(yàn)A.0.1本實(shí)驗(yàn)所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：1量筒：容積2000mL，并附有刻度；2天平：稱量5000g，最小分度值0.01g；稱量200g，最小分度值0.001g；3絮凝劑加入裝置：滴管或注射器、燒杯；4動態(tài)沉降試驗(yàn)裝置：示意圖A.0.1；5其他：秒表、橡膠網(wǎng)孔攪拌棒、水平儀、刻度尺、洗耳球、虹吸管等。A.0.1動態(tài)沉降試驗(yàn)裝置1-蠕動泵；2-攪拌桶；3-尾砂漿；4-絮凝劑溶液；5-電機(jī)；6-溢流口；7-耙架；8-動態(tài)濃密裝置；9-底流取料口A.0.2靜態(tài)自然沉降試驗(yàn)步驟應(yīng)按照下列規(guī)定執(zhí)行：1測定尾砂含水率，稱量配制不同起始濃度的尾砂倒入2000mL量筒內(nèi)；2用橡膠網(wǎng)孔攪拌棒上下攪拌均勻尾砂漿；3量筒靜置，觀察到上清液和漿液清晰的界面，記錄界面高度；4按照一定時(shí)間間隔，記錄上清液和漿液界面的高度，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制靜態(tài)沉降曲線，并對尾砂沉降曲線中均勻沉降段做回歸分析，計(jì)算得出尾砂的沉降速度。5靜置24小時(shí)后，通過虹吸的方式將尾砂漿上部清水排出，采用烘干的方法測定尾砂漿的底流濃度，應(yīng)按下式計(jì)算：（A.0.2）式中—底流濃度(%)；—尾砂漿和量筒的總質(zhì)量(g)；—烘干的尾砂質(zhì)量(g)；—量筒質(zhì)量(g)。A.0.3靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)步驟應(yīng)按照下列規(guī)定執(zhí)行：1絮凝劑溶液配制：在燒杯中加入適量水，攪拌水形成足夠大的渦流，將預(yù)先稱好質(zhì)量的絮凝劑均勻地分散在渦流表面上，然后慢速攪拌，直至完全溶解。2最佳絮凝劑型號：通過對尾砂漿濃度、絮凝劑單耗、絮凝劑溶液濃度保持不變，選取不同類型的絮凝劑開展靜態(tài)沉降試驗(yàn)，采用固體通量指標(biāo)定量判定最佳絮凝劑型號。3最佳進(jìn)料濃度：根據(jù)選定的最佳絮凝劑，分別開展不同濃度尾砂漿的靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)，采用固體通量指標(biāo)判定尾砂漿最佳進(jìn)料濃度。4最佳絮凝劑添加量：以最佳絮凝進(jìn)料濃度為定值，分別開展絮凝劑不同添加劑量的靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)，采用固體通量指標(biāo)判定最佳絮凝劑添加量。A.0.4動態(tài)沉降試驗(yàn)步驟應(yīng)按照下列規(guī)定執(zhí)行：1根據(jù)靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)，篩選出最佳絮凝劑型號、最佳尾砂漿進(jìn)料濃度、最佳絮凝劑添加量；2采用動態(tài)沉降試驗(yàn)裝置，通過連續(xù)進(jìn)料和連續(xù)放砂，測試尾砂漿的底流濃度、溢流水懸浮物質(zhì)量濃度。A.0.5固體通量應(yīng)按下列公式計(jì)算：（A.0.5）式中G—固體通量(kg/(m2·h))；—尾砂漿密度(kg/m3)；—固體顆粒沉降速度(m/h)；—尾砂漿的質(zhì)量濃度(%)。附錄B擴(kuò)展度試驗(yàn)B.0.1本試驗(yàn)方法適用于充填骨料為細(xì)骨料時(shí)的充填料漿流動性試驗(yàn)。B.0.2本試驗(yàn)所用的儀器應(yīng)符合下列規(guī)定：1截錐圓模：上口直徑36mm，下口直徑60mm，高度為60mm，內(nèi)壁光滑無接縫的金屬制品；2鋼尺：300mm；3玻璃板：400mm×400mm×5mm；4其他：抹刀，秒表。B.0.3試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：1將玻璃板放置在水平位置，用濕布抹擦玻璃板、截錐圓模，然后將濕潤后的截錐圓模放在玻璃板中心位置；2充填材料取樣、試樣制備應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第3.1、3.2節(jié)的規(guī)定；3將制備好的充填料漿迅速注入截錐圓模內(nèi)，并用抹刀將上口刮平；4清除筒邊玻璃板上的料漿后，應(yīng)垂直平穩(wěn)地提起截錐圓模，同時(shí)開啟秒表計(jì)時(shí)。當(dāng)料漿不再擴(kuò)散或擴(kuò)散持續(xù)時(shí)間已達(dá)30s時(shí)，應(yīng)使用鋼尺測量料漿流淌部分互相垂直的兩個(gè)方向的最大直徑，取平均值（單位為mm）作為充填料漿的擴(kuò)展度。

附錄C圓柱體試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)C.0.1本試驗(yàn)方法適用于測定充填體圓柱試件的抗壓強(qiáng)度。C.0.2測定圓柱體抗壓強(qiáng)度的試件應(yīng)按第5.6.4～5.6.5條要求制作和養(yǎng)護(hù)的圓柱體試件。C.0.3圓柱體試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所用的設(shè)備應(yīng)符合第5.6.3條的有關(guān)規(guī)定。C.0.4圓柱體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)步驟應(yīng)按照下列規(guī)定執(zhí)行：1試件從養(yǎng)護(hù)地取出后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)前將試件表面與上下承壓板面擦干凈，然后測量試件的兩個(gè)相互垂直的直徑，分別記為d1、d2，精確至0.02mm。并據(jù)此計(jì)算試件的承壓面積。2將試件安放在試驗(yàn)機(jī)上、下壓板之間，使試件的縱軸與加壓板的中心一致。開動壓力試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓板與試件或鋼墊板接近時(shí)，調(diào)整球座，使接觸均衡；試驗(yàn)機(jī)的加壓板與試件的端面之間要緊密接觸，中間不得夾入有緩沖作用的其他物質(zhì)。3應(yīng)連續(xù)均勻地加荷，加荷速度應(yīng)為每秒鐘0.02MPa～0.05MPa（試件強(qiáng)度不大于5MPa時(shí)，宜取下限，試件強(qiáng)度大于5MPa時(shí)，宜取上限），當(dāng)試件接近破壞而開始迅速變形時(shí)，停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載F。C.0.5圓柱體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算應(yīng)按照下列規(guī)定執(zhí)行：1試件直徑應(yīng)按下式計(jì)算：（C.0.5-1）式中—試件計(jì)算直徑(mm)；—試件兩個(gè)垂直方向的直徑(mm)。2試件抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：（C.0.5-2）式中—試件抗壓強(qiáng)度(MPa)；—試件破壞載荷(N)；—試件計(jì)算直徑(mm)。C.0.6圓柱體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果確定應(yīng)按照下列規(guī)定執(zhí)行：1以3個(gè)試件測試結(jié)果的算數(shù)平均值作為圓柱體試件抗壓強(qiáng)度值，精確至0.01MPa；2當(dāng)3個(gè)測試值中的最大值或最小值，如果有一個(gè)與中間值的差值超過中間值的15%，則以中間值作為抗壓強(qiáng)度測試值；3如果最大值和最小值與中間值的差值均超過中間值15%，則此組試驗(yàn)結(jié)果無效。

附錄D充填材料消耗量計(jì)算D.0.1干物料密度應(yīng)按下式計(jì)算：（D.0.1）式中—干物料密度(t/m3)；—水泥密度(t/m3)；—骨料密度(t/m3)；—充填骨料與水泥質(zhì)量之比。D.0.2料漿密度應(yīng)按下式計(jì)算：（D.0.2）式中—料漿密度(t/m3)；—料漿質(zhì)量濃度(%)。D.0.31m3體積料漿中水泥質(zhì)量應(yīng)按下式計(jì)算：（D.0.3）式中—1m3體積料漿中水泥質(zhì)量(t)。D.0.41m3體積料漿中骨料質(zhì)量應(yīng)按下式計(jì)算：（D.0.4）式中—1m3體積料漿中骨料質(zhì)量(t)。D.0.51m3體積料漿中水質(zhì)量應(yīng)按下式計(jì)算：（D.0.5）式中—1m3體積料漿中水質(zhì)量(t)。D.0.6料漿體積濃度應(yīng)按下式計(jì)算：（D.0.6）式中—料漿體積濃度(%)。

附錄E封閉擋墻受力計(jì)算E.0.1封閉擋墻受力計(jì)算參數(shù)宜符合下列規(guī)定：1充填料漿為液態(tài)，內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角均為0；2充填擋墻形狀近似于矩形。E.0.2單次充填料漿面高度低于或等于封閉擋墻高度時(shí)，封閉擋墻受力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：1充填料漿面高度為h時(shí)，封閉擋墻受力如圖D.0.2所示。圖E.0.2封閉擋墻的受力分析2封閉擋墻所承受的總壓力應(yīng)按下式計(jì)算：（E.0.2-1）式中—總壓力(t)；—充填料漿容重(g/cm3)；—充填料漿面高度(m)；—封閉擋墻寬度(m)。3封閉擋墻所受最大豎向彎矩應(yīng)按下式計(jì)算：（E.0.2-2）式中—最大豎向彎矩(t×m)；—充填擋墻高度(m)。4封閉擋墻所受最大豎向彎矩作用點(diǎn)應(yīng)按下式計(jì)算：（E.0.2-3）式中—最大豎向彎矩作用點(diǎn)(m)。E.0.3單次充填料漿面高度高于封閉擋墻高度時(shí)，封閉擋墻受力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：1充填料漿面高度為h時(shí)，封閉擋墻受力如圖D.0.3所示。圖E.0.3封閉擋墻的受力分析2封閉擋墻所承受的總壓力應(yīng)按下式計(jì)算：（E.0.3-1）式中—總壓力(t)。3封閉擋墻所受最大豎向彎矩應(yīng)按下式計(jì)算：（E.0.3-2）式中—最大豎向彎矩(t×m)。4封閉擋墻所受最大豎向彎矩作用點(diǎn)應(yīng)按下式計(jì)算：（E.0.3-3）式中—最大豎向彎矩作用點(diǎn)(m)。附錄F采空區(qū)充填體質(zhì)量臺賬F.0.1××采空區(qū)充填體質(zhì)量臺賬序號充填作業(yè)時(shí)間/h充填配比充填起止高度/m料漿濃度/%充填量/m3地表試件強(qiáng)度/MPa取芯強(qiáng)度/MPa設(shè)計(jì)實(shí)際××d××d××d××d123456—————本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明1為便于在執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)條文時(shí)區(qū)別對待，對要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下：1）表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的用詞：正面詞采用“必須”，反面詞采用“嚴(yán)禁”；2）表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“應(yīng)”，反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”；3）表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“宜”，反面詞采用“不宜”；4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的用詞，采用“可”。2本標(biāo)準(zhǔn)中指明應(yīng)按其它有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的寫法為：“應(yīng)符合……的規(guī)定”或“應(yīng)按……執(zhí)行”。引用標(biāo)準(zhǔn)名錄《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性》GB/T1346《液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)》GB/T3159《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB16423《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》GB/T17671《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB50123《有色金屬采礦設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50771《混凝土試模》JG237《混凝土坍落度儀》JG/T248《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T70《巖土工程勘查技術(shù)規(guī)范》YS5202

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)金屬非金屬礦山充填工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條文說明編制說明《金屬非金屬礦山充填工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/TXXXXX-201X經(jīng)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部201X年XX月XX日以第XXX號公告批準(zhǔn)發(fā)布。本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，編制組對我國金屬非金屬礦山充填材料、充填試驗(yàn)、充填系統(tǒng)、采空區(qū)充填工藝等主要方面進(jìn)行了大量的調(diào)查研究，總結(jié)了我國金屬非金屬礦山充填工程建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考了國外先進(jìn)技術(shù)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，取得了金屬非金屬礦山充填工程的重要技術(shù)參數(shù)。為便于廣大設(shè)計(jì)、施工、科研、學(xué)校等單位有關(guān)人員在使用本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《金屬非金屬礦山充填工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》編制組按章、節(jié)、條的順序編制了本標(biāo)準(zhǔn)的條文說明，對條文規(guī)定的目的、編制依據(jù)以及執(zhí)行中需注意的有關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行了說明。但是，本條文說明不具備與標(biāo)準(zhǔn)正文同等的法律效力，僅供讀者作為理解和把握標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參考。

目次1總則 352術(shù)語 363基本規(guī)定 373.1充填材料取樣 373.2實(shí)驗(yàn)室充填試樣制備 374充填材料 384.1骨料 384.2膠凝材料 384.3水 395充填試驗(yàn) 405.1骨料物理化學(xué)試驗(yàn) 405.2膠凝材料試驗(yàn) 405.3尾砂沉降試驗(yàn) 405.4充填料漿流動性試驗(yàn) 405.5充填料漿輸送試驗(yàn) 415.6充填體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 416充填系統(tǒng) 436.1充填系統(tǒng)能力計(jì)算 436.2充填制備站 436.3充填物料供料 446.4充填料漿攪拌 446.5充填料漿輸送 446.6充填自動化 477采空區(qū)充填 487.2采空區(qū)封閉 487.3采空區(qū)脫水 487.4采空區(qū)接頂 497.5采空區(qū)充填輔助工程 497.6采空區(qū)充填管理 497.7充填體質(zhì)量評價(jià) 50附錄A沉降試驗(yàn) 51附錄C圓柱體試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 52附錄E封閉擋墻受力計(jì)算 53

1總則1.0.1隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展，礦產(chǎn)需求量迅速增加。但是，采礦工業(yè)在為人類提供原材料的同時(shí)，也不可避免地產(chǎn)生大量固體廢棄物，其中尾砂的排放量在工業(yè)固體廢棄物總量中占據(jù)第一位，比例高達(dá)29％。據(jù)國家安全監(jiān)管總局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全國共有尾礦庫8869座，金屬非金屬地下礦山共有采空區(qū)約12.8億立方米。當(dāng)前尾礦庫和采空區(qū)是金屬非金屬礦山的兩大危險(xiǎn)源，處理不當(dāng)將給人民生命財(cái)產(chǎn)安全和生態(tài)環(huán)境帶來巨大的威脅。充填采礦法將地表堆積固體廢棄物回填到井下采空區(qū)，既可以提高井下采礦作業(yè)的安全性，又能防止地表塌陷，而且還可充分利用地表固體廢棄物，成為礦山安全、高效、環(huán)保的采礦方法。其對實(shí)現(xiàn)金屬非金屬礦山固廢合理安置，構(gòu)筑綠色礦山具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于充填采礦法已在國內(nèi)外金屬非金屬礦山廣泛應(yīng)用，但是我國至今沒有針對金屬非金屬礦山充填工程制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，現(xiàn)有的礦山設(shè)計(jì)規(guī)范和安全規(guī)程，無法滿足礦山充填工程的技術(shù)需求。所以為了對金屬非金屬礦山充填工程技術(shù)工作做統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和要求，使我國的礦山充填工程能安全、經(jīng)濟(jì)、有效的運(yùn)行，編制了本標(biāo)準(zhǔn)。1.0.2目前金屬非金屬礦山充填工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只有部分地方標(biāo)準(zhǔn)，適用范圍有限，故本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中綜合考慮，涵蓋了新建、改建、擴(kuò)建及生產(chǎn)的金屬非金屬礦山的充填工程。

2術(shù)語2.0.8充填料漿的材料配比是指充填骨料、膠凝材料和水的用量比例。2.0.10充填體試件包括地表試驗(yàn)試塊和井下取芯試件。2.0.11充填制備站設(shè)施主要包括廠房設(shè)備、儀表等。2.0.13膠結(jié)充填是將采集和加工的尾砂、天然砂、棒磨砂、戈壁集料等充填骨料摻入適量的膠凝材料，加水混合攪拌制備成膠結(jié)充填料漿，沿鉆孔、管道等向采空區(qū)輸送，膠結(jié)形成具有一定強(qiáng)度和整體性的充填體；或?qū)⒌孛嬷苽涑傻乃酀{或砂漿與碎石、塊石、廢石等充填骨料，分別向采空區(qū)輸送，然后采用壓注、自淋、噴灑等方式，將水泥漿或砂漿包裹在充填骨料的表面，膠結(jié)形成具有較高強(qiáng)度的充填體。2.0.14非膠結(jié)充填包括干式充填和水砂充填。干式充填是將采集的塊石、廢石、砂石等充填骨料，按照規(guī)定的粒度組成，經(jīng)破碎、篩分和混合形成干式充填材料，用人力、重力和機(jī)械設(shè)備運(yùn)送到采空區(qū)，形成可壓縮的松散充填體。水砂充填是以水為輸送介質(zhì)，利用重力或外加力，將尾砂、天然砂、棒磨砂、水淬爐渣等水力充填材料輸送到采空區(qū)，脫水后自然固結(jié)成充填體。

3基本規(guī)定3.1充填材料取樣3.1.1在充填材料取樣過程中，為使取樣具有代表性，往往采用多次取樣。3.1.2本條規(guī)定了充填材料最小取樣量。3.2實(shí)驗(yàn)室充填試樣制備3.2.1鑒于充填材料本身的溫度對其性能有顯著影響，所以對存放充填材料的實(shí)驗(yàn)室溫度進(jìn)行了規(guī)定。3.2.2本條對實(shí)驗(yàn)室充填材料的計(jì)量精度進(jìn)行了規(guī)定。3.2.3本條對實(shí)驗(yàn)室充填材料的攪拌設(shè)備進(jìn)行了規(guī)定。

4充填材料4.1骨料4.1.1非金屬礦山磷礦開采與加工過程中，產(chǎn)生大量磷石膏廢料，國內(nèi)開磷集團(tuán)的下屬礦山已有了相關(guān)工程實(shí)踐，采用磷石膏作為充填骨料，解決了非金屬礦山充填骨料來源的問題。4.1.2本條對充填骨料的選擇進(jìn)行了規(guī)定。1本款對充填骨料的環(huán)保性進(jìn)行了規(guī)定。2根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123中粗顆粒土的規(guī)定：粒徑5mm以上土的質(zhì)量大于總質(zhì)量50%的粗粒土，并結(jié)合充填骨料的特點(diǎn)，建議充填粗骨料和細(xì)骨料劃分粒徑宜為5mm，主要適用于本標(biāo)準(zhǔn)第3.2.3、5.4.2、5.4.3和5.6.2條。4.1.3干式充填材料主要來自地表廢石堆、天然砂石、采石場開采的巖石或者井下掘進(jìn)廢石。4.2膠凝材料目前礦山新型膠凝材料主要有堿激發(fā)膠凝材料、高水材料、膠固粉等。隨著磷化工行業(yè)對固廢綜合利用的投入加大，CH半水磷石膏也成為一種新型充填膠凝材料。堿激發(fā)類膠凝材料是指由具有火山灰活性或潛在水硬性原料與堿性激活劑反應(yīng)而成的一類膠凝材料，這類材料多以鋁硅酸鹽類礦物為主要原材料，常見的有礦渣、鋼渣、粉煤灰和赤泥等工業(yè)固體廢棄物；高水材料由甲、乙2種固體粉料組成，甲料由鋁酸鹽或硫鋁酸鹽配以多種起緩凝和調(diào)整作用的外加劑組成，乙料主要由石膏、石灰、粘土配以促凝劑組成；膠固粉主要以高爐水淬渣等工業(yè)廢渣為原料，通過添加少量激發(fā)材料，使工業(yè)廢渣的潛在活性活化產(chǎn)生水硬膠凝作用；CH半水磷石膏主要組分為半水磷石膏、堿性改性劑、復(fù)合外加劑。其中半水磷石膏占比在95%以上，堿性改性劑可以中和半水磷石膏中酸性雜質(zhì)，復(fù)合外加劑可以調(diào)節(jié)膠凝材料凝結(jié)時(shí)間，提高其耐水性。4.3水4.3.2根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978的有關(guān)規(guī)定，尾礦溢流水懸浮物質(zhì)量濃度不宜大于300mg/L。

5充填試驗(yàn)5.1骨料物理化學(xué)試驗(yàn)5.1.31尾砂宜采用激光粒度分析儀開展粒級組成測試，由于需要樣品較少，一般約為3g，因此應(yīng)保證取樣的代表性。根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123的有關(guān)規(guī)定，篩析法適用于粒徑為0.075mm～60mm的土，為了保證充填骨料粒度的測試精度，骨料粒徑小于等于0.075mm，宜采用激光粒度分析法測試；骨料粒徑大于0.075mm，宜采用篩析法測試。2充填骨料粒級組成的均勻程度宜采用顆粒不均勻系數(shù)來表示，不均勻系數(shù)越大，說明充填骨料粒級組成越不均勻，反之，不均勻系數(shù)越小，說明充填骨料中粒級組成越均勻。5.2膠凝材料試驗(yàn)?zāi)壳皣鴥?nèi)外金屬非金屬礦山的膠凝材料主要采用硅酸鹽水泥，所以充填膠凝材料宜參照水泥的測定方法開展試驗(yàn)。5.3尾砂沉降試驗(yàn)5.3.1充填尾砂的沉降性能對充填體的物理性質(zhì)具有較大影響，同時(shí)也決定著充填料漿的沉降特性。根據(jù)尾砂靜態(tài)沉降試驗(yàn)結(jié)果可以確定最佳的絮凝劑型號和添加量、最佳進(jìn)料濃度、沉降速度、底流濃度等工藝參數(shù)。5.3.2通過尾砂靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)，進(jìn)一步開展尾砂動態(tài)沉降試驗(yàn)，模擬濃密機(jī)連續(xù)生產(chǎn)工況下對尾砂漿沉降效果的影響，確定尾礦漿底流濃度和溢流懸浮質(zhì)量濃度，最終根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推薦深錐濃密機(jī)的尺寸及運(yùn)行參數(shù)。5.4充填料漿流動性試驗(yàn)5.4.2坍落度儀為測試混凝土坍落度的常用設(shè)備，其尺寸參數(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土坍落度儀》JG/T248的有關(guān)規(guī)定。5.4.3截錐圓模適用于測試充填骨料為細(xì)骨料的料漿流動性能，其尺寸參數(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑均質(zhì)性試驗(yàn)方法》GB/T8077的有關(guān)規(guī)定。5.4.4對充填料漿而言，通過大量試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著充填料漿濃度的提高多數(shù)表現(xiàn)出賓漢體（Bingham）特性，其數(shù)學(xué)模型為：（5.4.4）式中—屈服應(yīng)力(Pa)；—黏度系數(shù)(Pa?s)。5.5充填料漿輸送試驗(yàn)5.5.1充填料漿輸送臨界流速與摩阻損失是管道輸送設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。該參數(shù)可由半工業(yè)性環(huán)管試驗(yàn)確定。5.5.2充填料漿環(huán)管試驗(yàn)管路鋪設(shè)路線應(yīng)通過實(shí)地調(diào)研，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛埠侠聿贾谩Ｒ话悱h(huán)管管路宜圍繞礦山現(xiàn)有充填制備站進(jìn)行管道敷設(shè)，一是充填制備站有充足的原料，便于取材；二是環(huán)管系統(tǒng)可直接與井下充填管道連接，避免漿體的浪費(fèi)和對地表的污染。5.5.3國內(nèi)外研究者和生產(chǎn)現(xiàn)場都提出了不同的料漿輸送阻力計(jì)算公式，比較有代表性為前蘇聯(lián)煤炭科學(xué)研究院公式、尤芬公式、長沙礦冶研究院公式、金川公式、鞍山黑色金屬礦山設(shè)計(jì)院公式等。5.6充填體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)5.6.1充填材料的配比方案宜符合下列規(guī)定：選擇合理的充填材料；滿足輸送工藝的要求；合理控制充填成本；制備工藝簡單；充填體強(qiáng)度必須滿足采礦工藝的要求。5.6.2本條推薦充填體配比試驗(yàn)宜采用圓柱體試件，主要分為三點(diǎn)：第一，目前國內(nèi)通常參考建筑砂漿或混凝土的立方體試件，但是美國、日本、法國、加拿大、澳大利亞及新西蘭等西方標(biāo)準(zhǔn)體系下，采用混凝土圓柱體試件，因此在涉外工程中，會造成充填體強(qiáng)度設(shè)計(jì)、施工和檢驗(yàn)驗(yàn)收等工作因標(biāo)準(zhǔn)不同，造成技術(shù)對接困難，容易產(chǎn)生糾紛；第二，圓柱體試件具有軸對稱特性，應(yīng)力分布均勻。而立方體試件在脫模過程中，容易造成試件底角缺失，在抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，起卸載作用，造成充填體強(qiáng)度降低；第三，在采空區(qū)充填體質(zhì)量評價(jià)中，井下取芯的圓柱體試件強(qiáng)度可以與地表配比試驗(yàn)的圓柱體試件強(qiáng)度相互對照。5.6.43裝入試模的充填料漿宜采用人工插搗方式，便于現(xiàn)場試驗(yàn)人員操作。

6充填系統(tǒng)6.1充填系統(tǒng)能力計(jì)算6.1.1充填系統(tǒng)工作制度需結(jié)合礦山采選生產(chǎn)系統(tǒng)綜合確定，與充填物料供給和井下回采制度相適應(yīng)，故宜根據(jù)礦山現(xiàn)狀選擇充填系統(tǒng)的年工作天數(shù)和日工作時(shí)間。6.2充填制備站6.2.1在充填制備站選址階段，一般會根據(jù)礦區(qū)的內(nèi)外部條件選擇幾個(gè)場地進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。而巖土工程勘察是對擬選的幾個(gè)場地進(jìn)行勘察工作，取得各場地相關(guān)的巖土工程資料，進(jìn)而配合完成選址工作。當(dāng)充填制備站站址在平地時(shí)，宜按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘查技術(shù)規(guī)范》YS5202的第4.1節(jié)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行；當(dāng)站址位于斜坡場地時(shí)，存在斜坡穩(wěn)定性評價(jià)等問題，宜按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘查技術(shù)規(guī)范》YS5202的第4.2節(jié)有關(guān)規(guī)定布置勘察工作并進(jìn)行分析評價(jià)。6.2.2本條対充填制備站的站址選擇進(jìn)行了規(guī)定。1充填制備站設(shè)于充填負(fù)荷中心，是為了降低充填倍線，達(dá)到自流輸送的目的；2地面充填制備站分為分散布置和集中布置，集中布置便于管理，可降低投資和生產(chǎn)經(jīng)營費(fèi)，在條件許可的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用集中布置；3充填料漿滿管輸送，可減少管道磨損，防止管道堵塞；4針對高寒高海拔礦山，充填制備站設(shè)址應(yīng)考慮到充填物料的運(yùn)輸便捷情況。6.2.4本條砂倉的設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)定。1立式砂倉或臥式砂倉不宜少于2個(gè)，一個(gè)工作，一個(gè)進(jìn)砂儲存。2砂倉底部放砂管坡度與砂倉壓頭大小、放砂管徑及其附件、砂漿濃度等有關(guān)。坡度太小，造成放砂量不足，坡度太大，造成控制閥的過度磨損，因此要求應(yīng)計(jì)算確定。6.2.8地表事故池用于在充填系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，充填制備站中攪拌桶料漿、地表管道料漿以及沖洗水可以排放的應(yīng)急池。6.3充填物料供料6.3.3尾砂濃密脫水是充填工藝的第一個(gè)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)對選廠排出的低濃度尾砂漿進(jìn)行濃密脫水，形成高濃度的尾砂漿，為后續(xù)的攪拌和輸送環(huán)節(jié)提供高濃度的尾砂漿。目前基于脫水原理的不同，礦山中應(yīng)用較為廣泛的脫水工藝有兩種：以濃密機(jī)/立式砂倉為核心的濕式脫水工藝和以過濾/壓濾設(shè)備為核心的干式脫水工藝。6.3.4當(dāng)干尾砂及其他骨料倉采用臥式砂倉時(shí)，宜采用抓斗與皮帶機(jī)的供料方式；當(dāng)采用立式砂倉時(shí)，宜采用圓盤給料機(jī)與皮帶機(jī)的供料方式。6.3.5為了防止膠凝材料在倉內(nèi)集塊或掛壁，在倉體內(nèi)壁應(yīng)裝有一圈風(fēng)力松動噴嘴，下料口上側(cè)壁安裝倉壁振打器。6.4充填料漿攪拌6.4.2國內(nèi)充填礦山常用的攪拌方式主要有兩類，第一類是以立式攪拌桶為主要設(shè)備的一段攪拌方式，宜應(yīng)用于濕尾砂攪拌系統(tǒng)；第二類是以臥式雙軸攪拌機(jī)為主要設(shè)備的兩段攪拌方式，宜應(yīng)用在粗骨料或添加干砂攪拌的系統(tǒng)。6.4.6攪拌系統(tǒng)在發(fā)生停電、停水或其他不確定因素導(dǎo)致不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，充填系統(tǒng)應(yīng)能采取可控、有效的措施截?cái)喙橇稀⒛z凝材料等物料繼續(xù)進(jìn)入攪拌裝置，并能確保持續(xù)向攪拌裝置供入應(yīng)急水，因此獨(dú)立的、不依賴電力控制的應(yīng)急水源是礦山攪拌系統(tǒng)不可或缺的部分。6.5充填料漿輸送6.5.1本條對充填料漿管道輸送方式進(jìn)行了規(guī)定。3充填倍線反映了充填料漿所能達(dá)到的自流輸送距離。充填倍線過小，管路系統(tǒng)會存在過大的剩余壓頭，使管道在充填時(shí)發(fā)生劇烈震動，垂直管道磨損也很嚴(yán)重；充填倍線過大時(shí)，壓力損失增大，自流輸送無法正常運(yùn)行。因此在實(shí)際生產(chǎn)中，充填倍線是個(gè)經(jīng)常變化的值，但最大的充填倍線要滿足充填輸送要求。4充填加壓泵應(yīng)根據(jù)充填工藝流程，綜合考慮充填流量、裝置量程、輸送濃度范圍、漿體性質(zhì)、管路布置以及產(chǎn)品價(jià)格、操作運(yùn)轉(zhuǎn)情況等進(jìn)行選擇。6.5.4充填鉆孔作為充填管道系統(tǒng)的咽喉，一般按一用一備的方式進(jìn)行布設(shè)，以預(yù)防因鉆孔被堵或破壞而影響充填的正常進(jìn)行。6.5.6本條對管道敷設(shè)進(jìn)行了規(guī)定。1主充填管不宜放在提升井內(nèi)，因?yàn)槌涮罟艿臋z修、漏漿會影響礦山提升作業(yè)。充填服務(wù)年限長的大型礦山，可設(shè)專用得充填井較為合理。5在我國新疆、內(nèi)蒙、西藏等寒冷地區(qū)，充填管道較長距離架空布置時(shí)，需進(jìn)行熱力學(xué)相關(guān)的分析和計(jì)算，有必要可采取電熱帶纏管的方式，以確保管內(nèi)料漿不會因溫降導(dǎo)致漿體黏性增大而流不動或凍結(jié)現(xiàn)象。6.5.7深井開采的礦山，由于充填管道垂直深度增大，導(dǎo)致了充填料漿在管內(nèi)速度高、局部管道輸送壓力過大，增加了爆管風(fēng)險(xiǎn)。目前國內(nèi)外深井充填增阻減壓技術(shù)的應(yīng)用中，一般分為管路型、設(shè)備型和構(gòu)筑物型三類，在工程中應(yīng)用現(xiàn)狀見表6.5.7。6.5.8采用廢石膠結(jié)充填，用跌落式混合器混料，是指料漿和充填骨料在混合器中經(jīng)過斜擋板跌落混合后，起到了攪拌的作用，可提高充填體強(qiáng)度。表6.5.7常用的減壓措施應(yīng)用現(xiàn)狀減壓方式減壓措施實(shí)施方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)管路型折返/階梯布置將高差大的管路改為折返、階梯式布置利于降低管道的局部最大壓力增加開拓工程量，布置空間條件難以實(shí)現(xiàn)變徑管變換豎直、水平管道直徑料漿通過變徑管處阻力增大，降低最大壓力，利于實(shí)現(xiàn)滿管流不同管徑管道接口處磨損嚴(yán)重，在壓力過大的系統(tǒng)減壓效果有限，易出現(xiàn)爆管問題90°彎頭水平管道高流速部位增設(shè)90°彎頭可控制水平管處料漿流速，減輕管道磨損會有堵管爆管事故，不能解決局部壓力大的問題設(shè)備型阻尼節(jié)流孔板將阻尼節(jié)流孔板裝于管道內(nèi)部可降低管道局部壓力過大問題阻尼孔受到材料耐磨性限制，使用壽命短減壓閥滾動球閥、比例流控制閥等可降低管道局部壓力過大問題料漿對設(shè)備磨損嚴(yán)重，宜產(chǎn)生堵管，不宜管理緩沖盒將緩沖盒裝在豎直管與水平管接頭處可解決彎管處因壓力過大所帶來的問題緩沖盒磨損嚴(yán)重，只能在彎管處起到緩沖作用，達(dá)不到降壓效果構(gòu)筑物型減壓池豎直管中部建減壓池降低輸送壓力砂漿在減壓池沉降、結(jié)塊問題突出減壓站在減壓站內(nèi)布置攪拌桶、事故池等設(shè)施可解決料漿對管壁產(chǎn)生的高壓問題開拓量大，設(shè)備管理復(fù)雜6.6充填自動化6.6.1充填自動化是以充填參數(shù)作為被控變量進(jìn)行一定的自動監(jiān)測與控制。充填自動化建設(shè)原則應(yīng)本著經(jīng)濟(jì)可靠，滿足生產(chǎn)操作、過程監(jiān)視、設(shè)備安全運(yùn)行的原則，設(shè)置自動化控制系統(tǒng)，并配備可靠、先進(jìn)、智能的檢測元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)充填生產(chǎn)各環(huán)節(jié)儀電一體化控制模式。6.6.2～6.6.4對充填自動化的監(jiān)測、控制、報(bào)警內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定。

7采空區(qū)充填7.2采空區(qū)封閉7.2.1采空區(qū)充填時(shí)，應(yīng)開展采空區(qū)的封閉工作，使整個(gè)采空區(qū)與周圍一切井巷工程相隔離，以防止充填料漿的流失和污染。封閉擋墻宜布置在巷道斷面較小處，工程地質(zhì)良好地段，避開鉆孔、裂隙以及涌水。7.2.2封閉擋墻包括木擋墻、磚擋墻、鋼絲網(wǎng)柔性擋墻、混凝土擋墻等。木擋墻由外至采場分別由斜撐、橫撐、木板、土工布組成，其中橫撐、斜撐應(yīng)采用圓木或方木組成。磚擋墻宜采用梯形結(jié)構(gòu)，不同礦山應(yīng)根據(jù)充填料漿性質(zhì)、充填采場尺寸加大擋墻厚度。鋼絲網(wǎng)柔性擋墻由外至采場分別由斜撐、橫撐、鋼絲網(wǎng)、土工布組成，其中斜撐應(yīng)采用工字