尾矿协同充填技术旨在通过尾矿的充填来治理露天坑和地下空区,实现尾矿的循环利用。具体操作包括将尾矿通过充填系统输送至露天坑和地下空区进行充填,同时考虑充填体的强度、稳定性和空间分布特性。此外,排水技术也是关键,通过在地下过渡期首中段空区顶部对应的露天坑底部设置尾矿充填挡墙和滤水管,将地下水引流至排水系统,实现循环利用,降低排水费用和减少淹井事故风险。
利用现代测量技术和信息技术,获取露天坑和地下空区的三维空间信息,为尾矿充填的设计和施工提供精确的数据支持。这包括采用无人机航拍、激光扫描、三维建模等技术手段,对露天坑和地下空区进行精确测量和建模,形成三维数字模型,便于后续的分析和计算。
基于流体弗劳德相似准则和不均匀尾矿充填体的特性,提出改进的尾矿充填强度计算方法。通过相似模型浆体充填试验与现场原位取样力学试验,揭示空区尾矿充填强度空间差异性分布特征。结合理论分析和数值模拟,提出考虑尾矿充填强度不均匀特性的强度计算方法,为尾矿充填的设计和施工提供科学依据。
为了提高尾矿充填封闭的效率并降低成本,采用轻型充填挡墙结构设计。通过构建一次充填高度和挡墙构筑位置参数优化三维模型,开发轻型挡墙的设计-计算-实施的集成工艺技术。这种技术不仅提高了挡墙的构筑效率,还降低了构筑成本,同时满足了尾矿充填封闭的需求。
在河北钢集团矿业有限公司石人沟铁矿等矿山,已经成功建成了原矿200万t/年的铁矿床露天转地下开采矿山尾矿充填清洁技术工程示范。该示范项目形成了采矿-选矿-尾矿资源综合利用的循环可持续绿色清洁生产工艺流程。通过尾矿充填技术的应用,实现了矿山全部尾矿的循环利用,降低了尾矿库征地、尾砂综合利用等成本,显著提高了经济效益和环保效益。这一成功案例为其他类似矿山提供了可借鉴的经验和技术支持。