尾礦協同充填技術旨在通過尾礦的充填來治理露天坑和地下空區,實現尾礦的循環利用。具體操作包括將尾礦通過充填系統輸送至露天坑和地下空區進行充填,同時考慮充填體的強度、穩定性和空間分布特性。此外,排水技術也是關鍵,通過在地下過渡期首中段空區頂部對應的露天坑底部設置尾礦充填擋墻和濾水管,將地下水引流至排水系統,實現循環利用,降低排水費用和減少淹井事故風險。
利用現代測量技術和信息技術,獲取露天坑和地下空區的三維空間信息,為尾礦充填的設計和施工提供精確的數據支持。這包括采用無人機航拍、激光掃描、三維建模等技術手段,對露天坑和地下空區進行精確測量和建模,形成三維數字模型,便于后續的分析和計算。
基于流體弗勞德相似準則和不均勻尾礦充填體的特性,提出改進的尾礦充填強度計算方法。通過相似模型漿體充填試驗與現場原位取樣力學試驗,揭示空區尾礦充填強度空間差異性分布特征。結合理論分析和數值模擬,提出考慮尾礦充填強度不均勻特性的強度計算方法,為尾礦充填的設計和施工提供科學依據。
為了提高尾礦充填封閉的效率并降低成本,采用輕型充填擋墻結構設計。通過構建一次充填高度和擋墻構筑位置參數優化三維模型,開發輕型擋墻的設計-計算-實施的集成工藝技術。這種技術不僅提高了擋墻的構筑效率,還降低了構筑成本,同時滿足了尾礦充填封閉的需求。
在河北鋼集團礦業有限公司石人溝鐵礦等礦山,已經成功建成了原礦200萬t/年的鐵礦床露天轉地下開采礦山尾礦充填清潔技術工程示范。該示范項目形成了采礦-選礦-尾礦資源綜合利用的循環可持續綠色清潔生產工藝流程。通過尾礦充填技術的應用,實現了礦山全部尾礦的循環利用,降低了尾礦庫征地、尾砂綜合利用等成本,顯著提高了經濟效益和環保效益。這一成功案例為其他類似礦山提供了可借鑒的經驗和技術支持。