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第1章 绪论1

1.1 金川镍矿概况1

1.2 矿山充填系统布置2

1.3 金川镍矿充填技术发展5

1.4 充填技术研究及成果7

1.4.1 充填材料及配比研究7

1.4.2 充填料浆流变性能及输送参数8

1.4.3 高浓度及膏体充填料浆制备技术9

1.4.4 充填料浆输送管网优化10

1.5 存在问题及发展方向10

1.6 本章小结12

第2章 金川矿山充填系统概述14

2.1 充填工艺与技术14

2.1.1 高浓度细砂管道自流输送充填工艺14

2.1.2 高浓度尾砂管道自流输送充填工艺16

2.1.3 全尾砂膏体泵送胶结充填工艺16

2.1.4 井下废料人工搅拌进路打底充填工艺17

2.2 充填系统物料制备18

2.2.1 棒磨砂生产工艺18

2.2.2 尾砂处理19

2.2.3 物料运送系统20

2.2.4 物料存储设施20

2.3 龙首矿充填系统21

2.3.1 充填系统简介21

2.3.2 充填系统管网与充填钻孔24

2.3.3 充填进路准备32

2.4 二矿区充填系统34

2.4.1 充填系统简介34

2.4.2 充填系统管网与脱水技术36

2.4.3 充填进路准备38

2.5 三矿区充填系统41

2.5.1 充填系统简介41

2.5.2 充填系统管网及充填准备43

2.6 本章小结43

第3章 充填材料试验及强度特征研究44

3.1 充填材料选择44

3.2 充填集料44

3.2.1 棒磨砂44

3.2.2 冲积河砂（戈壁砂）45

3.2.3 选矿尾砂47

3.2.4 废石48

3.3 水泥及胶结剂49

3.3.1 水泥49

3.3.2 粉煤灰50

3.4 添加剂50

3.4.1 充填添加剂种类50

3.4.2 添加剂对充填料性能影响51

3.4.3 早强剂试验51

3.4.4 添加减水剂试验53

3.4.5 外加剂Minefill 501试验56

3.5 充填用水61

3.6 配比强度试验62

3.7 试验数据分析67

3.8 本章小结69

第4章 充填料浆输送性能研究70

4.1 概述70

4.2 充填料浆坍落度测定71

4.3 充填料浆流变性能研究74

4.3.1 充填料浆流变模型74

4.3.2 充填料浆流变参数测定74

4.4 高浓度充填料浆管道输送试验79

4.4.1 试验设施及配置79

4.4.2 高浓度料浆管道输送特性83

4.4.3 管道输送阻力损失影响因素分析86

4.4.4 金川公式92

4.5 膏体充填料浆输送性能研究93

4.5.1 环形管路系统的特征93

4.5.2 试验系统与测试仪表93

4.5.3 试验方法与步骤95

4.5.4 膏体泵压输送阻力试验结果分析96

4.5.5 影响管道阻力损失的主要因素100

4.5.6 膏体管道输送减阻方法103

4.6 L形管道流变特性试验105

4.6.1 试验装置及充填料浆配比105

4.6.2 试验数据分析109

4.6.3 结构流输送阻力分析与计算111

4.7 试验数据分析122

4.8 本章小结124

第5章 高浓度管道自流输送系统及应用125

5.1 二矿区高浓度自流输送系统125

5.2 一期充填站制备输送系统125

5.2.1 平面布置及工艺流程125

5.2.2 砂石料供料系统126

5.2.3 水泥及粉煤灰供料系统127

5.2.4 水及供料系统129

5.3 二期充填站制备输送系统129

5.3.1 二期充填站布置及工艺流程129

5.3.2 尾砂处理131

5.3.3 充填料浆的制备及输送137

5.4 粗骨料充填料浆制备及输送138

5.4.1 水泥浆的制备138

5.4.2 粗骨料充填料的制备138

5.5 二矿区充填管网组成138

5.6 充填钻孔设计及应用140

5.6.1 垂直管道（钻孔）使用概况140

5.6.2 φ300mm钻孔使用情况分析140

5.6.3 充填钻孔设计143

5.6.4 充填钻孔施工技术144

5.6.5 充填钻孔使用管理145

5.6.6 钻孔与管道磨损检测及处理方法145

5.7 充填管材的选择及使用效果147

5.7.1 金川充填料浆输送特点147

5.7.2 耐磨管与普通管比较分析148

5.8 充填生产管理149

5.8.1 地面充填站作业程序149

5.8.2 采场充填准备150

5.8.3 充填管路的检查与清洗152

5.8.4 进路充填脱水153

5.8.5 充填堵管及处理156

5.9 井下排泥排水159

5.9.1 排泥系统159

5.9.2 排泥系统革新与改造160

5.10 充填站环境管理170

5 10.1 防辐射管理170

5.10.2 环境管理170

5.10.3 排污设施170

5.11 本章小结171

第6章 膏体泵送充填技术及应用172

6.1 膏体充填料的可泵性172

6.1.1 满足可泵性条件173

6.1.2 膏体充填料的级配174

6.1.3 膏体充填料浆的坍落度176

6.2 膏体泵送充填工艺176

6.2.1 物料准备177

6.2.2 定量给料搅拌制备膏体178

6.2.3 泵压管道输送179

6.2.4 采场充填方法182

6.3 水泥添加方式与装置183

6.3.1 水泥添加方式及特点183

6.3.2 地表添加干水泥184

6.3.3 地表添加水泥浆184

6.3.4 井下添加干水泥184

6.3.5 井下添加水泥浆和坑内制浆185

6.3.6 井下添加水泥浆和地面制浆185

6.3.7 水泥添加方式的比较与选择185

6.3.8 水泥添加方式的工业试验188

6.3.9 添加水泥问题讨论191

6.3.10 坑内水泥添加装置194

6.3.11 水泥浆制备与输送194

6.4 膏体泵送充填主体设备及选型194

6.4.1 膏体输送泵194

6.4.2 尾砂连续脱水工艺及设备200

6.4.3 两段连续搅拌工艺与设备203

6.4.4 水泥高速活化强力搅拌机206

6.5 膏体泵送充填系统调试存在的问题208

6.6 膏体泵送充填系统改造与优化214

6.6.1 尾砂供料系统技术改造214

6.6.2 水泥添加系统的改进和优化217

6.6.3 膏体搅拌设备的改进225

6.6.4 膏体输送系统优化及完善227

6.6.5 料浆配合比参数的优化控制227

6.6.6 管路系统及管路清洗方式优化229

6.6.7 污水回收和综合利用229

6.6.8 技术改造与实施后效果231

6.7 膏体泵送充填系统技术经济评价232

6.8 本章小结235

第7章 充填系统检测仪表及自动控制236

7.1 概述236

7.1.1 水泥和粉煤灰流量检测236

7.1.2 砂石给料量检测237

7.1.3 供水量检测241

7.1.4 充填料浆流量检测242

7.1.5 充填料浆浓度检测242

7.1.6 搅拌桶液位检测244

7.1.7 搅拌桶液位调节装置245

7.1.8 灰仓料位检测装置247

7.2 微粉秤249

7.3 定量输送机251

7.4 充填系统基本控制回路254

7.4.1 单回路调节器254

7.4.2 浓度控制回路255

7.4.3 液位控制回路256

7.4.4 砂量控制回路257

7.4.5 灰量控制回路257

7.5 集散控制系统性能与应用257

7.5.1 系统简介257

7.5.2 系统结构258

7.5.3 操作站功能258

7.5.4 控制站功能259

7.5.5 控制回路构成261

7.5.6 仪表配置原则261

7.5.7 应用评价261

7.6 集散控制系统261

7.6.1 系统简介261

7.6.2 硬件配置262

7.6.3 组态画面及操作263

7.6.4 控制回路的组态实现265

7.6.5 应用评价267

7.7 Logix5000PLC系统267

7.7.1 系统结构267

7.7.2 上位计算机监控组态267

7.7.3 下位控制器控制程序268

7.8 充填作业联络与通信特点268

7.9 充填系统仪表使用评述268

7.10 本章小结270

第8章 充填生产组织管理及质量保障体系271

8.1 充填生产组织设置271

8.2 充填质量保障体系272

8.2.1 相关技术标准建立273

8.2.2 充填材料质量控制277

8.2.3 料浆制备质量控制277

8.2.4 充填过程质量控制278

8.2.5 采场充填顺序279

8.2.6 建立充填体质量评估档案279

8.3 充填成本构成及控制280

8.4 本章小结281

第9章 金川矿山充填技术发展与科技成果282

9.1 矿山废石充填关键技术研究282

9.1.1 引言282

9.1.2 废石充填技术攻关概述285

9.1.3 废石和全尾砂充填料浆环管试验288

9.1.4 废石全尾砂泵送充填工业试验292

9.1.5 废石充填技术应用前景分析301

9.2 粗骨料高浓度高流态管输充填关键技术303

9.2.1 必要性与技术路线303

9.2.2 粗骨料棒磨砂级配与浓度分析304

9.2.3 粗骨料充填料浆高浓度与高流态特性307

9.2.4 粗骨料高浓度高流态自流充填技术309

9.3 浅埋贫矿充填法开采加压泵送充填技术310

9.3.1 加压泵送充填技术研究310

9.3.2 亟待解决的关键技术311

9.3.3 系统优化和调试314

9.3.4 生产工艺参数设计314

9.4 充填钻孔磨损机理与修复技术319

9.4.1 充填管道的磨损机理研究322

9.4.2 降低充填管道磨损技术323

9.4.3 充填管道探伤与修复技术324

9.4.4 充填钻孔数字摄像调查与评价325

9.4.5 金川矿区充填钻孔总体评价341

9.4.6 充填钻孔磨损机理及降低磨损技术342

9.4.7 充填钻孔内充填管道的磨损机理351

9.4.8 满管输送降低管道磨损措施359

9.5 炉渣空心砖充填挡墙及充填滤水技术365

9.5.1 炉渣空心砖充填挡墙应用365

9.5.2 充填滤水技术的应用366

9.6 关键充填工艺的技术革新368

9.6.1 压风清洗充填管路新技术368

9.6.2 耐磨管及充填钻孔改进试验369

9.6.3 新式耐磨闸板流量调节阀研制370

9.6.4 提升单套自流系统充填能力的技术370

9.6.5 充填导水阀研制及其应用373

9.6.6 充填引流技术的应用375

9.6.7 充填管疏通器的应用375

9.6.8 充填耐磨万向柔性接头应用376

9.7 金川矿山充填技术成果概述377

9.7.1 充填技术与工艺科研项目377

9.7.2 充填技术与工艺研究成果379

9.7.3 充填技术与工艺发明专利380

9.8 本章小结381

第10章 金川镍矿充填技术与工艺研究展望382

10.1 粗骨料充填技术工业化应用研究382

10.2 大流量管道充填关键技术384

10.2.1 大流量充填系统开发384

10.2.2 大流量管输耐磨管选择研究386

10.3 充填工艺设备与仪表升级389

10.4 扩大全尾砂充填应用技术389

10.5 深部高应力采场充填技术390

10.5.1 高压头低倍线管道输送技术391

10.5.2 低倍线管道输送技术初步总结392

10.6 本章小结393

参考文献394