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