全尾砂膏体充填技术规范制定研究.pdf

３６采矿工程黄金ＧＯＬＤ２０２０年第７期／第４１卷全尾砂膏体充填技术规范制定研究收稿日期２０２０－０５－１１；修回日期２０２０－０５－３０基金项目国家重点研发计划（２０１８ＹＦＣ０６０３７０５，２０１７ＹＦＣ０６０２９０３）；国家自然科学基金资助项目（５１８０４０１５）；中央高校基本科研业务费（ＦＲＦ－ＴＰ－１９－００２Ｃ２Ｚ）作者简介严鹏（１９８６），男，新疆温泉人，高级工程师，硕士，研究方向为采矿工程技术与标准化；长春市南湖大路６７６０号，长春黄金研究院有限公司，１３００１２；Ｅ  ｍａｉｌｙａｎｐｔｃ３７９＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ 通信作者，Ｅ  ｍａｉｌｗａｎｇｙｏｎｇ８５５１＠１２６．ｃｏｍ，１３８１１７６９８９２严鹏１，王勇２  ，吴爱祥２（１．长春黄金研究院有限公司；２．北京科技大学土木与资源工程学院）摘要针对全尾砂膏体充填技术标准现状，提出了全尾砂膏体充填技术规范制定的原则、技术路线和标准构架，阐述了标准制定的要点问题。标准符合充填采矿和尾砂充填资源化利用产业技术需求，能够有效支撑绿色矿山建设发展。关键词全尾砂充填；膏体充填；技术规范；标准制定；尾砂综合利用中图分类号ＴＤ８５３．３４文献标志码Ａ开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）文章编号１００１－１２７７（２０２０）０７－００３６－０３ｄｏｉ１０．１１７９２／ｈｊ２０２００７０７为贯彻中华人民共和国节约能源法，落实国务院和有关部委关于节能减排的文件精神，结合膏体充填技术领域国家重点研发计划课题和技术标准体系［１－２］，为提高金属、非金属矿山的全尾砂膏体充填技术水平，高效协同解决尾矿库和采空区治理难题，促进矿产资源综合利用和绿色、安全、经济开发，由全国黄金标准化技术委员会提出，北京科技大学作为主编单位牵头研制全尾砂膏体充填技术规范国家标准。２０１８年，国家标准化管理委员会下达全尾砂膏体充填技术规范国家标准制定计划［３］。１全尾砂膏体充填技术标准现状ＤＺ／Ｔ０３１４２０１８黄金行业绿色矿山建设规范规定，宜将矿山固体废弃物用作充填材料开展二次利用［４］；ＨＪ９４３２０１８黄金行业氰渣污染控制技术规范规定，金矿石氰化尾渣回填之前应进行脱氰处理［５］。ＤＺ／Ｔ０３２０２０１８有色金属行业绿色矿山建设规范规定，宜针对尾矿开展回填利用工作，宜将矿山固体废弃物用作充填材料［６］。ＤＺ／Ｔ０３１９２０１８冶金行业绿色矿山建设规范规定，地下开采宜采用高效采矿法、高浓度或膏体充填技术，环境敏感地区和建筑物下、铁路下、水体下等压矿区域应采用充填采矿法开采，其他区域在成本可控、经济合理的情况下宜采用充填采矿法开采，井下回填处理等途径实现尾矿综合利用［７］。ＤＺ／Ｔ０３１２２０１８非金属矿行业绿色矿山建设规范规定，宜对固体废弃物开展回填综合利用工作［８］。上述标准规范均对充填采矿和尾砂充填资源化利用技术的推广应用提出了建议和要求，充分反映了充填技术对于矿业生态开发的关键导向作用。此外，中国黄金协会团体标准Ｔ／ＣＧＡ００９２０１７氰化回填物料对氰化回填物料产品的要求、检验方法、检验规则、标志和贮存运输等作了规定［９］。但是，目前国内在全尾砂膏体材料及膏体充填工艺等方面尚无可操作实施的技术规范。由于技术标准缺失，全尾砂膏体材料成分构成不稳定，储存设施不规范，全尾砂膏体充填系统设计和运行无标准化技术参数和检测方法可依，导致膏体充填工艺实施达不到预期质量和技术经济效益，不能很好地满足绿色矿山建设和氰渣污染控制等相关标准规范对于尾矿充填综合利用的要求，严重制约了全尾砂膏体充填战略新兴技术产业的发展应用。２标准制定原则和技术路线２．１制定原则１）一致性原则。应当贯彻国家的有关法律、法规、方针、政策，开展全尾砂膏体充填技术规范国家标准的制定工作，标准条款及内容应与现行相关法律法规、引用标准准则之规定保持一致，不可与之抵触，标准格式、语言形式等应符合标准化工作导则的要求。２）科学适用原则。应遵循“ 技术先进、经济合理、安全可靠、协调配套” 的科学理念，全尾砂膏体充填技术规范国家标准制定过程中重要结论的获得均应有充分的科学论据给予支持，采用的方法、使用的设备等应与当前充填采矿技术发展和产业需求相协调，制定的标准应有利于开发和利用国家矿产资２０２０年第７期／第４１卷采矿工程３７源，推广科学技术成果；有利于产业可持续发展，突出自主创新、节能减排，满足循环经济发展的要求；有利于保障人员健康、生产安全，保护生态环境等。２．２技术路线根据国家标准制修订工作程序［１０］和全国黄金标准化技术委员会标准制修订工作程序，结合全尾砂膏体充填技术特点，拟定的技术路线为任务落实→标准相关文献资料检索→现场调研→标准构架研究→ 分章节起草编制→技术验证分析→会议研讨→征求意见→会议审查→标准报批［１１］。技术路线实施过程中需要注意以下问题１）依据各起草单位在全尾砂膏体充填技术试验研发、分析检验、工程应用和标准化等领域的权威性及技术经验特点，开展任务落实分工协作，保障标准制定工作按照程序高质量、高效率推进。２）标准相关文献资料的检索一般包括国内外标准、有关产品说明书、科技报告资料及使用经验资料等，资料检索尽可能做到权威、全面和深入，为标准起草工作奠定文献基础，便于综合分析和引用。３）结合全尾砂膏体充填技术工艺和指标，针对典型矿山企业进行现场调研，为技术验证分析提供可靠数据，确保标准制定符合膏体充填技术的发展方向，并符合现场实际应用需求。４）确定科学合理的标准构架，完成各阶段标准草案和编制说明，通过会议研讨、评审和修改逐次提升标准质量，并广泛征求意见。３标准构架与主要内容分析３．１范围根据全尾砂膏体充填技术的先进性和普遍适用性，全尾砂膏体充填技术规范属于基础类国家标准，可广泛适用于金属、非金属矿山的全尾砂膏体充填。３．２规范性引用文件在编写标准的过程中，经常需要在条文中重复其他文件的内容，以便给使用者提供参考或指示使用者需要符合的其他条款。这时，为了避免标准间的不协调、标准篇幅过长及抄录错误等，通常不应抄录需重复的具体内容，而应采取引用的方式［１２］。根据全尾砂膏体充填技术规范相关标准文献资料检索结果，经筛选分析，可作为规范性引用文件的现行技术标准包括 ①ＧＢ８９７８１９９６污水综合排放标准； ②ＧＢ１８５９９２００１一般工业固体废物贮存场、处置场污染控制标准； ③ＧＢ／Ｔ５００８０２０１６普通混凝土拌合物性能试验方法标准； ④ＧＢ／Ｔ５０１２３１９９９土工试验方法标准； ⑤ＨＪ９４３２０１８黄金行业氰渣污染控制技术规范； ⑥ＪＧＪ／Ｔ７０２００９建筑砂浆基本性能试验方法标准。上述规范性引用文件清单的排列顺序规则为先国家标准，后行业标准。国家标准按文件顺序号排列；行业标准按文件代号的拉丁字母顺序排列［１３］。３．３术语和定义为避免由于概念和术语含义不明确而造成交流困难［１４］，需要对标准中使用２次及以上的术语进行定义［１３］。全尾砂膏体充填技术规范涉及术语主要包括２类一类是专有名词术语，如全尾砂、胶凝材料、充填挡墙等；另一类是技术指标术语，如粒径分布、浓度、泌水率等。术语和定义一般应从现行标准、权威辞典和专著中查询和引用，标明抄录术语的文件来源，必要时可增加许用术语或改写已有定义。３．４全尾砂膏体充填材料构成与储存１）材料构成。根据矿山实际情况，膏体材料一般由全尾砂、胶凝材料和水构成，必要时可添加其他骨料和外加剂等。全尾砂是矿山主要固体废弃物之一，其粒级组成未经分级。水泥一般为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，也可采用粉煤灰、磨细的冶炼炉渣、石灰、石膏、充填专用胶凝材料等活性材料。２）材料储存。全尾砂一般以浆液形式从选矿厂产出，经浓密机、砂仓或过滤机等设备进行脱水处理，储存期较短。胶凝材料和粉状外加剂可采用仓式储存，骨料可采用仓式储存或地表堆存。３．５全尾砂膏体充填工艺１）全尾砂脱水。全尾砂高效脱水是矿山膏体充填工艺的重要环节，应综合考虑脱水方式、絮凝剂的制备及添加，相关技术参数应通过静态及动态沉降试验确定。２）膏体搅拌制备。将浓缩尾砂、骨料、胶凝材料、水及外加剂按照一定比例经过控制、计量和运输等装置送入搅拌机中均匀混合，搅拌过程中需合理控制膏体料浆浓度，避免浓度过大导致堵管无法输送，或浓度过小导致充填体强度严重下降。３）膏体管道输送。因传统的充填倍线计算方法不适用于全尾砂膏体输送，标准制定过程中需要着重研究膏体管道的自流输送和泵压输送方式选择，确定合理的膏体流速范围。管道承压能力、管道选型原则和管道连接方式应符合ＧＢ５０２３５２０１０工业金属管道工程施工规范强制性标准的相关规定。４）膏体充填自动控制。膏体充填自动控制是膏体配比、浓度和质量控制的重要环节，在未来采矿智能化的大趋势下，膏体充填自动控制应与生产紧密结合，实现膏体充填物料供给、流量大小、设备启停等有３８采矿工程黄金关仪器仪表的自动控制，对膏体充填过程中的故障进行报警。３．６全尾砂膏体充填技术指标及其检测方法全尾砂膏体充填技术指标是检验膏体充填质量效果的准绳，按照标准充填工艺，最终目的是指导矿山企业膏体充填实施效果达到较好的技术经济水平。单轴抗压强度、泌水率等常规指标的检测方法可参照已有标准实施，屈服应力指标以规范性附录的形式给出详细的试验步骤和计算方法，并在标准编制说明中予以验证分析。４结论１）根据全尾砂膏体充填技术标准现状，提出了切实可行的全尾砂膏体充填技术规范国家标准制定原则和技术路线，为标准的规范性、协调性和适用性奠定了基础。２）通过全尾砂膏体充填技术标准构架和研究内容分析，明确了标准制定工作要点，为高质量按时完成标准制定奠定了基础。３）标准主要技术内容符合充填采矿和尾砂充填资源化利用产业技术需求，能够有效支撑绿色矿山建设。［参考文献］［１］严鹏，李亮，付文姜，等．黄金行业技术标准体系建设研究［Ｊ］．中国标准化，２０１７（６）１０４－１０７．［２］严鹏，韦华南，郭明春，等．矿业工程科研项目标准化管理与实践研究［Ｊ］．黄金，２０１７，３８（１１）１－３．［３］国家标准化管理委员会．国家标准化管理委员会关于下达２０１８年第三批国家标准制修订计划的通知国标委发〔２０１８〕６０号［ＥＢ／ＯＬ］．（２０１８－０９－２８）［２０２０－０５－１１］．ｈｔｔｐ ∥ｗｗｗ．ｓａｃ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｓｚｈｙｗｂ／ｓｙｔｚ／２０１８０９／ｔ２０１８０９２８＿３４２９６６．ｈｔｍ．［４］中华人民共和国自然资源部．黄金行业绿色矿山建设规范ＤＺ／Ｔ０３１４２０１８［Ｓ］．北京地质出版社，２０１８．［５］中华人民共和国环境保护部．黄金行业氰渣污染控制技术规范ＨＪ９４３２０１８［Ｓ］．北京中国环境出版社，２０１８．［６］中华人民共和国国土资源部．有色金属行业绿色矿山建设规范ＤＺ／Ｔ０３２０２０１８［Ｓ］．北京地质出版社，２０１８．［７］中华人民共和国国土资源部．冶金行业绿色矿山建设规范ＤＺ／Ｔ０３１９２０１８［Ｓ］．北京地质出版社，２０１８．［８］中华人民共和国自然资源部．非金属矿行业绿色矿山建设规范ＤＺ／Ｔ０３１２２０１８［Ｓ］．北京地质出版社，２０１８．［９］中国黄金协会．氰化回填物料Ｔ／ＣＧＡ００９２０１７［Ｓ］．北京冶金工业出版社，２０１８．［１０］国家标准技术审评中心．国家标准制修订工作简明手册［Ｍ］．试用版．北京国家标准技术审评中心，２０１８．［１１］严鹏，韦华南，郭树林，等．金矿原始岩温测定技术规范研究［Ｊ］．黄金，２０１７，３８（１２）２４－２６．［１２］钱俊芝．标准中规范性引用文件和参考文献著录规则［Ｊ］．中国质量与标准导报，２０１９（９）１６－１８．［１３］国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会．标准化工作导则第１部分标准化文件的结构和起草规则ＧＢ／Ｔ１．１２０２０［Ｓ］．北京中国标准出版社，２０２０．［１４］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．标准编写规则第１部分术语ＧＢ／Ｔ２０００１．１２００１［Ｓ］．北京中国标准出版社，２００１．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｏｒｕｎｇｒａｄｅｄｔａｉｌｉｎｇｓｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌＹａｎＰｅｎｇ１牞ＷａｎｇＹｏｎｇ２牞ＷｕＡｉｘｉａｎｇ２牗１．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＧｏｌｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．牞Ｌｔｄ．牷２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ牞ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｕｎｇｒａｄｅｄｔａｉｌｉｎｇｓｐａｓｔｅｆｉｌｌｉｎｇ牞ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ牞ｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｏｕｔｅａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｕｎｇｒａｄｅｄｔａｉｌｉｎｇｓｐａｓｔｅｆｉｌｌｉｎｇａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ牞ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｐｏｉｎｔｓｏｆｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｅｔｔｉｎｇａｒｅｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｅｔｓｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｔｅｃｈ 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