[发明专利]一种废弃露天坑尾砂速凝造球充填方法

说明书

本发明提供了一种废弃露天坑尾砂速凝造球充填方法。包括以下步骤：S1、全尾砂沉降浓密；S2、底流深度脱水；S3、速凝胶结造球；S4、球粒固化堆储；S5、运输堆排露天坑；S6、客土覆盖与生态修复。通过将全尾砂深度脱水后，添加胶凝剂和速凝剂，采用造球机形成一定尺度的尾砂球粒，迅速凝结后运输至露天坑进行机械化堆排。尾砂球粒间大量孔隙实现堆载体轻量化，降低对露天坑隔离矿柱的压覆载荷；形成二次重构的水源涵养体，不破坏露天坑周边水文环境，有利于露天坑生态修复；在露天坑无泌水，遭遇降雨也不受雨水浸泡影响，且能快速将积水过滤排出，能有效解决露天坑尾砂胶结充填管道输送料浆浓度低、泌水多、降雨影响强度失效、排水困难等关键难题。

技术领域

本发明涉及一种矿山开采露天坑充填领域，尤其涉及一种废弃露天坑尾砂速凝造球充填方法。

背景技术

矿山露天开采结束后形成露天坑，废弃露天坑一方面对矿区生态环境造成破坏，另一方面易与井下采矿系统形成复杂的水力通道，大气降水侵入地下生产系统给井下生产造成极大的安全隐患。此外，露天采坑高陡边坡受风化侵蚀、井下采矿扰动等影响极易诱发边坡滑塌，威胁地表建构筑物、井下生产系统的稳定性。

采用矿山尾砂充填露天坑，能够实现露天坑生态治理和尾砂高效利用双重目的。尾砂充填到露天坑一般需要固化凝结，因此通过添加胶凝剂搅拌后制备成60％～80％浓度的料浆由管道输送至露天坑排放。由于料浆具有一定含水量，露天坑内泌水与排水难度较大，造成充填料浆凝结时间很长，生产管理复杂；密实的尾砂胶结物形成大型弱渗透性阻隔体，破坏了露天坑周边水文环境，不利于露天坑生态修复；在南方多雨地区，受降雨影响，含有胶凝材料的充填料浆易被雨水冲刷稀释，发生离析和分层，胶凝材料粉状物料漂浮在积水上层被排出坑外，导致充填体强度失效，养护周期延长，甚至形成大的泥浆湖，给井下生产区域造成泥石流重大灾害风险。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种废弃露天坑尾砂速凝造球充填方法。通过将全尾砂深度脱水后，添加胶凝剂和速凝剂，采用滚动造球装置形成一定尺度的尾砂球粒，迅速凝结后运输至露天坑进行堆排，在露天坑无泌水，遭遇降雨也不受雨水浸泡影响，且能快速将积水过滤排出，能有效解决露天坑常规尾砂胶结充填管道输送料浆浓度低、泌水多、降雨影响强度失效、排水困难等关键难题。

为实现上述目的，本发明提供的一种废弃露天坑尾砂速凝造球充填方法，主要包括以下步骤：

S1、全尾砂沉降浓密：选厂全尾砂通过管道输送至浓密机进行全尾砂高效浓密，获得质量浓度60％～75％的浓密底流；

S2、底流深度脱水：所述浓密底流进入深度过滤脱水设备，将全尾砂质量浓度浓缩至80％～90％，以符合滚动造球的物料要求；

S3、速凝胶结造球：采用滚动造球机对尾砂颗粒进行滚动挤密成球，按照一定配比添加胶凝剂和速凝剂，根据物料含水量添加适量水分；

S4、球粒固化堆储：将所述造球机产出的所述尾砂胶结球粒转运至固化堆储场，在固化堆储场进行充分养护固化；

S5、运输堆排露天坑：先清理露天坑边坡和底部，在底部构建高强度加固层，加固层上方铺设防渗层，然后设置滤排水井，将尾砂固化球粒由堆储场运输至露天坑内进行铺排；

S6、客土覆盖与生态修复：待尾砂固化球粒充填堆至露天坑设计水平后，从周边运输废弃土壤铺置于上，并在客土覆盖后进行生态复绿，选择适生植物按照功能区划进行种植，最终实现废弃露天坑的生态修复。

进一步地，S1中，所述浓密机可以采用立式砂仓或深锥浓密机中的一种或两种串联进行全尾砂高效浓密。同时可根据尾砂粒径级配确定是否添加絮凝剂，以加速尾砂沉降效率，降低浓密机溢流水含固量。

进一步地，S2中，所述底流深度脱水过滤设备可以采用真空陶瓷过滤机、真空带式过滤机或板式压滤机之一，以将全尾砂浓密底流进一步深度脱水。