尾砂充填技術(shù)是礦山開采中控制地表沉降、提高資源回收率的核心工藝之一。根據(jù)尾砂處理方式的不同，可分為干式尾砂充填系統(tǒng)與濕式尾砂充填系統(tǒng)。兩者在工藝流程、技術(shù)特點(diǎn)及適用場景上存在顯著差異，湖南宇山重工將從多個(gè)維度展開對(duì)比分析，通俗的將兩者之間的差異闡述給各位。
干式尾砂充填系統(tǒng)首先需要對(duì)尾砂進(jìn)行深度脫水處理，通常采用壓濾機(jī)或離心機(jī)等設(shè)備將含水率降至15%-25%，使尾砂呈松散顆粒狀或塊狀。脫水后的尾砂通過皮帶輸送機(jī)、卡車或礦車等干法運(yùn)輸工具運(yùn)至充填區(qū)域，再通過機(jī)械攤鋪或拋擲方式進(jìn)行充填，必要時(shí)還需使用壓實(shí)設(shè)備提高充填體的密實(shí)度。干式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于充填體強(qiáng)度較高、井下滲漏風(fēng)險(xiǎn)小，且無需處理大量排水問題，適合缺水地區(qū)或環(huán)保要求嚴(yán)格的礦山。但其脫水成本較高，長距離運(yùn)輸效率低，且粉塵控制難度較大。
濕式尾砂充填系統(tǒng)則直接利用尾砂漿體進(jìn)行充填，含水率通常保持在40%以上，尾砂以流體狀態(tài)通過管道泵送或自流方式輸送至采空區(qū)。濕式系統(tǒng)一般只需對(duì)尾砂進(jìn)行初步濃縮處理，無需深度脫水，輸送過程中可在線添加膠凝劑以增強(qiáng)充填體強(qiáng)度。該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于適應(yīng)性強(qiáng)，尤其適合細(xì)顆粒尾砂的輸送，且管道輸送效率高、投資成本較低。然而，濕式系統(tǒng)需要處理大量排水問題，充填體早期強(qiáng)度較低，且泵送能耗較高，可能不適用于深部開采或?qū)Τ涮顝?qiáng)度要求較高的場景。
| 技術(shù)指標(biāo) | 干式系統(tǒng) | 濕式系統(tǒng) |
|---|---|---|
| 含水率控制 | ＜15%，需深度脫水設(shè)備 | 60%-70%，依賴濃縮工藝 |
| 輸送方式 | 機(jī)械/氣力輸送，靈活性高 | 管道泵送，受地形限制 |
| 膠結(jié)劑添加 | 井下混合，均勻性要求高 | 地面預(yù)拌，控制精度高 |
| 脫水需求 | 井下需二次脫水 | 地面已完成脫水 |
| 設(shè)備投資 | 過濾設(shè)備成本高，但管道投資低 | 濃縮機(jī)+泵送系統(tǒng)成本較高 |
| 能耗 | 脫水環(huán)節(jié)能耗大 | 泵送能耗高，但整體均衡 |
技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比顯示，干式系統(tǒng)在節(jié)水性能與管道維護(hù)成本方面優(yōu)勢(shì)明顯，其干態(tài)輸送特性使管道磨損率降低60%以上，但深度脫水環(huán)節(jié)的壓濾設(shè)備能耗約占系統(tǒng)總能耗的40%。濕式系統(tǒng)雖在泵送能耗上存在短板，但通過添加絮凝劑優(yōu)化漿體流變特性，可實(shí)現(xiàn)全尾砂充填，避免了干式工藝對(duì)尾砂粒度的嚴(yán)格篩選要求。實(shí)際應(yīng)用中，干式系統(tǒng)更契合深部開采需求，其充填體抗壓強(qiáng)度可達(dá)濕式系統(tǒng)的1.5-2倍，有效支撐高應(yīng)力環(huán)境；而濕式系統(tǒng)在露天轉(zhuǎn)地下過渡期礦山中應(yīng)用廣泛，憑借其快速覆蓋采空區(qū)的能力，可顯著降低地表塌陷風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)境適應(yīng)性方面，干式系統(tǒng)通過封閉式輸送技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢水零排放，契合生態(tài)紅線管控要求，但井下混合站的設(shè)置增加了初期基建投資。濕式系統(tǒng)雖需配套廢水處理設(shè)施，但其管道輸送的連續(xù)性更適合地形復(fù)雜的礦山，尤其在雨季條件下，濕式工藝的穩(wěn)定性優(yōu)于需頻繁維護(hù)的干式輸送設(shè)備。未來發(fā)展將呈現(xiàn)技術(shù)融合趨勢(shì)，如干式系統(tǒng)引入智能壓濾技術(shù)降低能耗，濕式系統(tǒng)開發(fā)高濃度自流輸送工藝減少泵送依賴，最終形成兼具節(jié)水性與經(jīng)濟(jì)性的新一代充填解決方案。
在實(shí)際應(yīng)用中，干式系統(tǒng)多見于黃金礦山等對(duì)充填體強(qiáng)度和環(huán)保要求較高的場景，而濕式系統(tǒng)則廣泛應(yīng)用于鐵礦、銅礦等大規(guī)模尾砂處理的礦山。選擇哪種工藝需綜合考慮尾砂特性、礦山地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)成本及環(huán)保法規(guī)等因素。
