[发明专利]一种磷酸镁胶凝材料胶结充填金属矿山的方法

说明书

本发明公开了一种磷酸镁胶凝材料胶结充填金属矿山的方法。这种磷酸镁胶凝材料胶结充填金属矿山的方法包括以下步骤：1)充填场地的准备；2)磷酸镁胶凝材料的制备；3)磷酸镁干混料的制备；4)磷酸镁充填料浆的制备；5)充填。本发明提出一种将环保型磷酸镁胶凝材料应用在金属矿山胶结充填中的施工工艺，既满足胶凝材料的要求，同时达到循环使用固废资源的目的。本发明的充填方法简便，操作安全，成本低，节能效率高，具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种磷酸镁胶凝材料胶结充填金属矿山的方法。

背景技术

我国是矿产资源的生产和消耗大国，仅非煤矿山就有11万多座，年产矿石近50亿吨，年产值超过5000亿元。采矿是矿产资源开发和利用的基础，但是采矿在为人类提供原材料的同时，也不可避免地会破坏地表环境。随着工业的飞速发展，矿产的需求量在迅速增加，矿产资源却在日趋枯竭，资源开发利用引发的安全、环境问题相当突出，而我国大多数矿山企业生产规模小，工艺技术落后，生产盲目性、被动性大，导致矿山环境严重恶化，给自然生态环境和社会经济生活带来了很大的负面影响。因此，各级政府主管部门、环境和采矿专家们都在为采矿工业实现零排放和不破坏地表环境，达到安全、高效、环保和充分回收不可再生资源的目标而努力，这就要求不将废料排放在地表，采空区被及时有效充填，不在地表开采充填料，同时还要安全、充分有效地回收矿产资源。由于充填采矿法中必不可少的步骤是对采空区进行充填，通过充填体对围岩提供整体支护，控制地压活动，为回采矿石提供工作面，因此，充填采矿法正越来越受到国内外采矿界的重视和推广，目前国内外有色矿山、黑色矿山，甚至煤矿都在更多地研究扩大充填采矿法的应用范围。

胶结充填是充填采矿法的核心，它是将砂(包括选矿废料，即尾砂)、废石等废弃物掺入一定比例的胶凝材料和水形成具有一定流动性的充填体，通过管道自流输送到采场的采空区，达到充填的目的。它既减少尾砂和废石向地表排放，避免污染环境和占用良田，又能有效地控制采场地压、维护采场稳定，避免或减少岩爆、突水、岩移、地表塌陷等地质灾害，提高矿石的开采效率、有效回收难采矿床资源，是深埋、高地应力矿区和围岩不稳固采场以及“三下”矿体开采首选的安全和有效的采矿方法。

另一方面，我国每年拆除建筑垃圾约为1亿吨，其中34％是废弃混凝土，则由此产生的废弃混凝土就有3400万吨，除此之外还有新建房屋产生4000万吨的建筑垃圾所产生的废弃混凝土，所以如何利用废弃混凝土就成了一个研究热点。过去，大多数关于废弃混凝土的研究都集中在利用废弃混凝土骨料制备再生骨料的研究上，利用废弃混凝土中的粉料的研究则很少有报道。

磷酸镁胶凝材料最早是在1939年被Prosen发现并用于铸造行业中，又称之为化学结合磷酸盐胶凝材料。通常其是由重烧MgO、磷酸盐以及缓凝剂按一定比例反应制成。由于其具有强度生成早、强度高、黏结性好、耐久性好、体积稳定性好、环境温度适宜性强、pH值低、与纤维的相容性好、与生物相容性好等优点，被中外学者广泛研究并应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸镁胶凝材料胶结充填金属矿山的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种磷酸镁胶凝材料胶结充填金属矿山的方法，包括以下步骤：

1)充填场地的准备：清理采矿空区现场，在采矿空区的洞口设置封堵挡墙，在挡墙的顶部预留排水排气口，排水排气口砌入排水排气管道；

2)磷酸镁胶凝材料的制备：将磷酸二氢钾、氧化镁、废弃混凝土粉和聚磷酸钠在搅拌机中混合，得到磷酸镁胶凝材料；

3)磷酸镁干混料的制备：将分级尾砂和磷酸镁胶凝材料在搅拌机中混合搅拌，得到磷酸镁干混料；

4)磷酸镁充填料浆的制备：将磷酸镁干混料和水在二次搅拌机中混合搅拌，得到磷酸镁充填料浆；