《金属非金属矿山充填工程技术标准+GBT+51450-2022》详细解读

《金属非金属矿山充填工程技术标准GB/T51450—2022》详细解读目录contents1总则2术语3充填材料4充填系统设计5充填作业6质量检测目录contents附录A尾砂沉降试验附录B充填料浆扩展度试验附录C充填沉缩比试验附录D充填材料消耗量计算本标准用词说明引用标准名录011总则01021.1编制目的通过充填工程技术的标准化，促进金属非金属矿山行业的可持续发展。为统一金属非金属矿山充填工程技术要求，保证矿山安全生产和工程质量，制定本标准。本标准适用于金属非金属矿山充填工程的设计、施工及验收。涉及充填材料、充填工艺、充填设备及其配套设施等方面的技术要求。1.2适用范围1.3编制原则遵循科学性、先进性和实用性的原则，结合国内外金属非金属矿山充填工程技术的最新发展成果。充分考虑矿山安全生产、环境保护和资源综合利用的要求。本标准与现行国家相关标准相协调，是对金属非金属矿山充填工程技术的专项规定。在执行过程中，如与其他标准存在冲突，应以本标准为准。同时，应关注相关标准的更新和修订情况，及时将最新技术成果纳入本标准。1.4与其他标准的关系022术语指用充填料对采空区进行充填的采矿方法。其目的是控制地压，支撑围岩，减少和延缓采空区有害气体的逸出，防止大量涌水，避免塌陷和地表移动。包括但不限于尾矿、废石、砂石、粉煤灰、炉渣、建筑垃圾等，应满足无害化、资源化、减量化等环保要求。充填定义充填材料2.1充填充填系统构成通常由充填制备站、充填管道、充填钻孔、井下充填设施等组成。充填系统分类根据充填材料、充填工艺和充填设备等因素，可分为干式充填系统、水砂充填系统和胶结充填系统等。2.2充填系统包括充填材料的采集、加工、输送、混合、搅拌、泵送和充填等步骤。充填工艺流程包括充填材料的配比、浓度、流量、压力、温度等，应根据矿山地质条件、采矿方法和充填要求等因素确定。充填工艺参数2.3充填工艺2.4充填体充填体性质充填体应具有足够的强度、稳定性和耐久性，以满足采矿和安全要求。充填体监测应对充填体的变形、沉降、裂缝等进行定期监测，以及时发现问题并采取措施。033充填材料充填材料应符合工程设计要求，保证其物理力学性能和化学稳定性。充填材料的选用应遵循就地取材、经济合理的原则，同时考虑环保要求。充填材料应具有良好的可泵性和流动性，以便于管道输送和充填施工。3.1一般规定取样应具有代表性，能够反映充填材料的整体性能。取样数量和方法应符合相关标准和规范的要求。取样后应及时进行标识、封装和运输，避免样品污染和变质。3.2充填材料取样03制备好的充填料浆应及时进行性能试验，以验证其是否符合设计要求。01实验室制备的充填材料应与实际使用的材料成分和比例相同。02制备过程中应严格控制各成分的比例和加水量，确保制备出的充填料浆性能稳定。3.3实验室充填材料制备123集料应进行颗粒分析、密度、吸水率等物理性能试验。集料中有害物质的含量应符合相关标准的规定。必要时，应对集料进行化学稳定性试验，以评估其对充填体性能的影响。3.4集料物理化学试验胶凝材料应进行成分分析、细度、凝结时间等性能试验。胶凝材料的强度等级应符合设计要求。必要时，应对胶凝材料进行相容性试验，以验证其与其他充填材料的匹配性。3.5胶凝材料试验尾砂沉降试验应测定不同时间段的沉降量和沉降速度。根据沉降试验结果，可以评估尾砂的分级效果和充填体的均质性。沉降试验数据可为充填体强度设计和施工控制提供依据。3.6尾砂沉降试验通过性能试验，可以评估充填料浆的流动性、稳定性和可泵性。性能试验数据可为充填施工提供指导，确保充填体质量符合要求。充填料浆性能试验应包括坍落度、扩展度、泌水率等指标。3.7充填料浆性能试验充填体强度试验应采用标准试件进行抗压强度测试。必要时，也可进行抗拉强度、抗剪强度等其他力学性能测试。强度试验数据应与设计要求进行对比分析，以评估充填体的稳定性和安全性。3.8充填体强度试验044充填系统设计干式充填使用干式充填材料，通过风力或机械输送方式进行充填。水力充填将充填材料与水混合成浆体，通过管道输送到采空区进行充填。胶结充填在充填材料中加入胶凝材料，形成具有一定强度的胶结体，用于支撑采空区。4.1充填方式根据矿山生产规模、采空区体积和充填周期等因素确定充填能力。根据充填能力计算结果，选择适合的充填设备，包括搅拌机、输送泵、管道等。4.2充填能力计算设备选型充填能力确定考虑原料供应、交通运输、地形地貌、水文气象等因素，选择适宜的充填制备站站址。站址选择根据制备工艺流程和设备安装要求，合理规划制备站内各功能区布局。布局规划4.3充填制备站站址对原料进行破碎处理，使其满足充填要求。按照一定比例将各种原料进行配料和混合，形成均匀的充填集料。原料破碎配料与混合4.4充填集料制备胶凝材料储存设置专用的胶凝材料储存设施，确保其干燥、防潮、防结块。给料控制采用精确的计量和给料设备，控制胶凝材料的添加量。4.5胶凝材料储存与给料选用高效的混合设备，确保充填材料的均匀混合。混合设备根据充填要求确定适宜的混合比例，以获得理想的充填效果。混合比例4.6充填材料混合4.7充填料输送输送方式根据充填料性质和输送距离选择合适的输送方式，如管道输送、带式输送机等。输送管道设计对输送管道进行合理设计，包括管径、壁厚、耐磨性等方面的考虑。设置充填过程监测系统，实时监测充填体的温度、压力、流量等参数。监测系统采用先进的自动化控制系统，实现充填过程的精确控制。控制系统4.8充填系统监测与控制设置必要的安全防护设施，如防尘、防噪音、防辐射等设施。安全防护设施在关键部位设置安全警示标识，提醒操作人员注意安全。安全警示标识4.9充填系统安全设施055充填作业应选用具有足够强度和稳定性的材料，如混凝土、砖石等，以确保封闭效果安全可靠。封闭材料选择封闭方法封闭质量检查根据采空区形状、大小及地质条件，选择合适的封闭方法，如砌筑封闭墙、喷射混凝土等。封闭完成后应进行质量检查，确保封闭体无裂缝、无渗漏等现象，符合设计要求。0302015.1采空区封闭根据充填料性质、脱水要求等因素，选用合适的脱水设备，如真空脱水机、压滤机等。脱水设备选择确定合适的脱水工艺流程，包括加料、搅拌、脱水、卸料等步骤，确保充填料脱水效果良好。脱水工艺对脱水后的充填料进行质量检查，确保其含水率、强度等指标符合设计要求。脱水质量控制5.2充填料脱水03接顶质量检查接顶完成后应进行质量检查，确保接顶体平整、无空鼓、无裂缝等现象，符合设计要求。01接顶材料选择应选用与充填料相容性好的材料作为接顶材料，以确保接顶效果稳定可靠。02接顶方法根据采空区高度、形状等因素，选择合适的接顶方法，如人工接顶、机械接顶等。5.3充填接顶充填作业管理01制定完善的充填作业管理制度，明确各岗位职责和工作流程，确保充填作业有序进行。充填质量监测02建立充填质量监测体系，对充填体强度、稳定性等指标进行实时监测和评估，确保充填效果安全可靠。充填记录与档案管理03对充填作业过程中的重要数据和事件进行记录和存档，为后续工作提供参考和依据。同时建立完善的档案管理制度，确保档案资料的完整性和可追溯性。5.4充填管理066质量检测原材料检测对充填所用的原材料进行检测，包括骨料、胶结料等，确保其符合相关标准。混合料检测对按一定比例混合后的充填材料进行检测，验证其均匀性和稳定性。添加剂检测针对添加的特定功能添加剂进行检测，如速凝剂、减水剂等，确保其有效性和安全性。6.1充填材料检测对充填料浆的浓度进行检测，确保其满足设计要求，以保证充填体的强度和稳定性。料浆浓度检测测试充填料浆的流动性，以评估其输送性能和充填效果。流动性检测监测充填料浆的温度和湿度变化，以确保其在输送和充填过程中的稳定性。温度与湿度检测6.2充填料浆检测对充填体进行强度测试，包括抗压强度、抗拉强度等，以评估其承载能力和稳定性。强度检测监测充填体在受力作用下的变形情况，以判断其稳定性和可靠性。变形检测采用无损检测技术对充填体内部缺陷进行检测，如空洞、裂缝等，以及时发现并处理潜在的安全隐患。内部缺陷检测评估充填体的耐久性，包括抗老化、抗腐蚀等方面，以预测其使用寿命和后期维护需求。耐久性检测6.3充填体检测07附录A尾砂沉降试验测定尾砂的沉降速度确定尾砂的分级和浓度为充填系统的设计和运行提供依据试验目的01020304量筒或沉降管用于容纳尾砂悬浮液并观察沉降过程搅拌器用于混合尾砂和水，形成均匀的悬浮液计时器用于记录沉降时间尾砂样品具有代表性的尾砂，用于试验试验设备试验步骤制备尾砂悬浮液按照一定比例将尾砂和水混合，搅拌均匀倒入量筒或沉降管将悬浮液倒入量筒或沉降管中，注意避免产生气泡观察沉降过程观察并记录不同时间点的沉降高度结束试验当沉降达到稳定时，结束试验并记录总沉降时间开始计时记录沉降开始的时间以沉降时间为横坐标，沉降高度为纵坐标，绘制沉降曲线绘制沉降曲线根据沉降曲线确定尾砂的分级和浓度确定分级和浓度试验结果处理根据沉降高度和时间计算沉降速度计算沉降速度对试验结果进行分析，评估尾砂的沉降性能和适用性分析结果08附录B充填料浆扩展度试验测定充填料浆的流动性能评价充填料浆的均质性和稳定性试验目的扩展度试验仪包括容器、流动锥、刮刀等天平用于称量充填料浆和扩展度试验仪的组件搅拌器用于混合充填料浆试验设备按照规定的配比和方法制备充填料浆，搅拌均匀。准备试样将扩展度试验仪放置在水平台面上，调整好流动锥的高度和位置，确保流动锥尖端与台面接触。仪器准备将充填料浆倒入扩展度试验仪的容器中，用刮刀将容器边缘的料浆刮平，迅速提起流动锥，同时启动秒表计时。进行试验观察充填料浆的流动情况，当料浆停止流动时，立即停止计时。记录扩展度试验仪的底面直径和扩展度值。观察记录试验步骤根据扩展度试验仪的底面直径和扩展度值，按照规定的公式计算出充填料浆的扩展度。根据计算出的扩展度值，评价充填料浆的流动性能。如果扩展度过小，说明充填料浆的流动性差，可能会影响充填效果和工程质量；如果扩展度过大，则说明充填料浆的均质性或稳定性可能存在问题，需要进一步分析和处理。计算扩展度结果分析试验结果处理09附录C充填沉缩比试验评估充填材料的性能，优化充填配方和工艺。提高矿山充填体的稳定性和安全性，降低生产成本。确定充填体的沉缩比，为矿山充填设计提供重要参数。试验目的和意义放置一定时间后，测量充填体的沉缩量和高度变化。按照设计要求的配比将充填材料进行混合。准备试验材料和设备，包括充填材料、试验模具、测量工具等。将混合后的充填材料填入试验模具中，并压实至设计要求的密度。根据测量结果计算充填体的沉缩比，并进行数据分析和处理。试验方法和步骤0103020405010204试验注意事项试验过程中应保持环境温度、湿度等条件稳定。充填材料应充分混合均匀，避免出现分层现象。测量工具应精确可靠，避免误差对试验结果的影响。对于不同配比的充填材料，应分别进行试验以获得准确的沉缩比数据。0310附录D充填材料消耗量计算常见充填材料尾矿、废石、砂石、粉煤灰等。材料特性粒度、密度、强度、稳定性等。充填材料种类与特性体积法根据充填体体积和充填材料密度计算。重量法根据充填体重量和充填材料比重计算。经验公式法结合矿山实际情况，采用经验公式进行估算。消耗量计算方法采矿方法不同采矿方法对充填材料消耗量的影响。充填工艺充填工艺对充填材料消耗量的影响。地质条件地质条件对充填材料消耗量的影响。影响因素分析提高充填材料利用率通过改进采矿方法和充填工艺，降低充填材料消耗量。选择合适充填材料根据矿山实际情况，选择经济、环保、易获取的充填材料。加强现场管理通过加强现场管理和技术培训，减少充填过程中的浪费。优化措施与建议11本标准用词说明严格程度用词正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。表示很严格，非这样做不可的用词正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。表示严格，在正常情况下均应这样做的用词术语本标准采用了严格的术语定义，确保术语的准确性和一致性。定义本标准对每个术语都给出了清晰的定义，避免了术语的歧义和误解。术语和定义本标准中的数值均采用阿拉伯数字表示，计量单位采用国际单位制。数值的表示方法本标准中的数值均按照规定的精度进行取舍，确保数值的准确性和可靠性。数值的精度标准中的数值标准中的表格和图形表格本标准中采用表格形式表达信息，表格内容清晰、简洁、易读。图形本标准中采用图形形式辅助说明，图形形象、直观、易懂。12引用标准名录该标准规定了金属非金属矿山的安全生产要求，包括矿山设计、建设、生产、闭坑等全过程的安全规定。《金属非金属矿山安全规程》该规范详细阐述了矿山充填采矿技术的设计、施工、验收等各个环节的