GB／T 51450-2022  金属非金属矿山充填工程技术标准(完整清晰正版)

充填体中起填充和骨架作用的惰性材料

backfill aggrega

选矿厂在当前经济技术条件下建筑施工图集，将矿石磨细，选取有用成分后 放的固体废弃物

未经分级的全粒级尾砂

尾砂分级后用于矿山充填的粗粒沉砂。

unclassified tailings

classified tailings

particle size distribution

构成物料的各级别颗粒含量占总物料的比例，通常以百分数 来表示。

在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结 其他物料，形成有一定机械强度复合固体的物质。

backfill slurry

2.0.12充填沉缩比

充填料经过脱水、固结、硬化等过程形成的固体物或散体 物。

2.0.14采场充填体

用于试验或质量检测等目的，通过浇注成型或钻凿取芯 的充填体样品。

2.0.16充填体强度

backfillsystem

用于采集、加工、贮存充填材料，制备成充填料浆，输送至采空 区的设备、设施、构筑物的总称。

cementedbackfil

充填材料中含胶凝材料，能使充填料浆硬化并具有一定强厂 的矿山充填方式。

2.0.19非胶结充填

充填材料中不含胶凝材料，充填集料能固结或堆积的矿山 方式。

hydraulicbackfil

以水作为输送载体，将充填材料以两相流体状态，通过管道 送至采空区的充填方式。

paste backfill

将充填材料以结构流体状态，通过管道输送至采空区，在采 这内无须设置脱水设施的充填方式

2. 0. 22 废石充填

将矿山掘进废石或破碎废石作为充填材料充入采空区的充场 方式。

3.1.1充填材料应符合我国环保和安全相关要求，不应对人体、 环境及充填体性能产生有害影响。

环境及充填体性能产生有害影响。

3.1.2充填集料的选择应符合下列规定：

3.2.1 充填材料样品应具有代表性。 3.2.2采用尾砂充填且尚未建成选厂的矿山宜选取连选试验产 生的尾砂

3.2.4充填材料取样数量宜大于试验所需量的1.5倍。

3.3实验室充填材料制备

3.3.3实验室拌制充填材料时，材料用量应以质量计。集料称量的

3.4集料物理化学试验

.4.1集料物理性质测试参数应包括密度、粒径、孔隙率、渗透系 效，测试方法应按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T5012 的有关规定执行。

.4.2集料应检测化学成分及其含量。

3.4.3集料粒级组成测试宜符合下列规定：

1粒径大于74μm的集料宜采用筛分测试法； 2粒径小于或等于74um的集料宜采用激光粒度分析测试 法、湿筛法、水析法。

3.5.1胶凝材料标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验

.5.1胶凝材料标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验应按理 行国家标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法 GB/T1346的有关规定执行。

3.5.2水泥强度试验应按现行国家标准《水泥胶砂强度检验

3.6.1采用重力沉降浓缩方式制备尾砂浆的充填工艺应开

用重力沉降浓缩方式制备尾砂浆的充填工艺应开展尾

验。深锥浓密机浓缩宜补充开展动态絮凝沉降试验，并应记录不 同进料浓度、不同絮凝剂及同种絮凝剂不同添加量条件下的沉降 速度、固体通量、最大底流浓度和溢流水悬浮物浓度。 3.6.4屋砂沉降试验应按本标准附录A执行

3.7.1充填料浆性能试验宜采用泌水试验、凝结时间试验、落 度试验、扩展度试验、充填沉缩比试验、流变试验、管道输送试验。 3.7.2充填料浆泌水试验和凝结时间试验应按现行国家标准《普 通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080的有关规定 执行。

开展充填料浆落度试验评价料浆流动性能，珊落度试验应按现 行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080 的有关规定执行。

3.7.4尾砂等细集料的水力充填料浆，宜开展充填料浆扩

3.7.7充填料浆管道沿程阻力损失和局部阻力损失等管道输

3.8.2测定胶结充填体单轴抗压强度的试模形状和尺寸应符合 下列规定： 1宜采用75mm×150mm圆柱体试模； 2当充填集料含有废石、碎石等粗集料时，圆柱体试模直径 应大于粗集料最大粒径的4倍，试模高度应为试模直径的2倍

8.3试验仪器设备应符合下列规定：

3.8.3试验仅器设备应付合下列规定： 1试模应由刚性材料制成的圆筒和底板构成。试模不应有 漏水现象。试模直径的误差应小于1/200D。试模底板的平面度 公差不应超过0.02mm。试模圆柱体纵轴与底板夹角应为90°，允 许公差为0.5°。 2压力试验机测量的允许偏差为士1%，试件破坏荷载宜小 于全量程的80%。 3游标卡尺的量程不应小于200mm，分度值宜为0.02mm。 3.8.4试件制作应符合下列规定： 1制作试件前，试模内表面应涂薄层矿物油或不与充填材料 发生反应的脱模剂； 2充填料浆制备应符合本标准第3.3节的规定； 3浇注试模时，不得使充填料浆溢出； 4浇注完毕后，应立即对试模口进行覆盖，并应将试模放入 标准养护室或养护箱； 5每组试件不应少于3个。 3.8.5试件养护应符合下列规定： 1试件应带模养护，养护温度宜为20℃士2℃，相对湿度宜 大于90%，或采用充填采空区的温度和湿度进行养护； 2试件养护龄期应根据采矿方法对充填体的作用要求而确 定,可选择 3d. 7d 28d,60d.90d等

1试件到达养护龄期后，取出拆模，检查试件尺寸及形状，讨 上端面应研磨整平；

2试件高度不应低于直径的1.8倍；试件高度宜采用游标卡 尺测量，测量结果应精确至0.1mm；试件直径应采用游标卡尺分 别在试件上部、中部和下部相互垂直的两个位置上共测量6次，取 测量的算术平均值作为测量结果，测量结果应精确至0.1mm； 3将试件置于试验机上下承压板之间，试件纵轴应与加压板 中心对准； 4开启试验机，试件表面与上下承压板或钢垫板应均匀接 触；试验机的加压板与试件端面之间应紧密接触，不得夹入异 物； 5应选择合适的速率连续加载，开始加载至试件破坏时间不 应小于2min，然后记录破坏荷载F。

式中：d一一试件计算直径(mm）; dl、d—一试件两个垂直方向的直径（mm）。 2试件抗压强度应按下式计算：

d = di+d? 2

1以3个试件测试结果的算术平均值作为圆柱体试件抗压 强度值，抗压强度值应精确至0.01MPa； 2当最大值或最小值与中间值的差值超过中间值的15%

时，应以中间值作为抗压强度测试值； 3当最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值15%时，应 判定此组试验结果无效，

充填方式宜采用水力充填、膏体充填和废石充填。 充填方式应根据充填材料来源及性质、采矿方法要求、经 益等要素综合确定。

4.1.1充填方式宜采用水力充填、膏体充填和废石充填。

4.2.1充填系统工作制度设计宜符合下列规定： 1年工作天数宜与采矿作业天数相同； 2小型矿山宜为每天1班，大中型矿山宜为每天2班～3 班，每班有效工作时间宜为5h～6h。 4.2.2充填能力应按下列公式计算：

4.2.1充填系统工作制度设计宜符合下列规定：

Q. = z P: Y

式中:Qa 年平均充填实体量（m"/a）； Pa——充填法年矿石产量(t/a)； k——矿石密度(t/m）; Z——采充比（m/m）,宜取0.8～1.0。 2日平均充填实体量应按下式计算：

式中：Qs日平均充填料浆量（m/d）： K一充填沉缩比，宜取1.05～1.20； K2——流失系数,宜取1.02~1.05。 4日充填料浆制备能力应按下式计算

式中:Qd 一日充填料浆制备能力（m/d）； K3一一充填作业不均衡系数，宜取1.2～1.5。 5小时充填料浆制备能力应按下式计算：

式中：qh 小时充填料浆制备能力（m/h）； t日有效充填时间(h)。

4.3.1充填制备站站址选择宜符合下列规定： 宜位于开采移动带之外； 2 宜利用地形地势条件； 3 宜采用集中布置，当矿体走向长度大或多矿体分散时，可 采用分散布置。 4.3.2充填制备站站址应开展工程地质勘察

4.4.1 制备尾砂集料宜符合下列规定： 1 采用全尾砂或分级溢流尾砂充填时，宜选择膏体充填 方式； 2采用分级尾砂作为充填集料的水力充填方式时，尾砂渗透 系数宜大于 8cm/h。

4.4.2尾砂浓缩应采用重力沉降浓缩或过滤浓缩方式。 缩装置宜采用砂仓、深锥浓密机等，过滤浓缩装置宜采用真空 机、压滤机等。

4. 4.2 尾砂浓缩应采用重力沉降浓缩或过滤浓缩方式。沉降浓

1 立式砂仓或卧式砂仓不宜少于2个； 2 砂仓宜在顶部中心设置进料井，底部宜设置造浆装置； 砂仓放砂管路宜安装备用阀门： 4 立式砂仓顶部应设置溢流槽。 4.4.4 深锥浓密机浓缩宜符合下列规定： 1 尾砂粒级组成中小于38μm的尾砂含量不宜小于40%； 2 深锥浓密机设备选型宜根据尾砂沉降试验确定。 4.4.5 制备废石集料应符合下列规定： 膏体充填的废石粗集料粒度不宜大于20mm； 2 废石胶结充填应采用水泥浆直浇自淋混合方式，当废石集 料粒径小于5mm时，含量不宜大于20%； 3当地表废石集料通过重力或机械方式运输至井下进行废 石充填时，废石块度不宜大于150mm； 4当井下掘进废石不出坑直接用于废石非胶结充填时，宜采 用自然级配。

4.5胶凝材料储存与给料

4.5.1胶凝材料宜采用仓式储存，料仓顶部应安装除尘装置。 4.5.2料仓设计宜按现行国家标准《有色金属采矿设计规范》GB 50771的有关规定执行。 4.5.3料仓应设有避免仓内蓬料的设施。 4.5.4 给料装置宜具有计量与输送功能。

4.5.1胶凝材料宜采用仓式储存，料仓顶部应安装除尘装

4.5.3料仓应设有避免仓内蓬料的设施。

1水力充填料浆宜采用一段搅拌，膏体充填料浆宜采用卧式 卧式或卧式一立式两段搅拌； 2不含粗集料的膏体充填料浆二段搅拌宜选择高速活化搅 拌机； 充填料浆搅拌装置的有效容积应满足2min3min输送 流量； 4立式搅拌装置的搅拌液位宜控制在搅拌桶高度的2/3～ 3/4处卧式搅拌装置的搅拌液位不宜低于传动轴轴心位置

4.6.2废石充填料混合应符合下列规定

1采用水泥浆浇淋废石进行废石胶结充填时，宜采用水泥浆 直浇自淋混合或水泥浆溜槽自淋混合； 2采用尾砂胶结充填料浆与废石混合充填时，废石占集料比 例不宜大于60%，废石与尾砂胶结充填料浆宜在采场内同步下料 混合

充填料浆管道输送方式应符合下列规定： 充填料浆垂直管道的重力势能应按下式计算

式中:W。 垂直管道的重力势能（Pa）； β—充填料浆密度(kg/m); g——重力加速度(m/s); H一一垂直管道高度（m）。 2管道输送系统阻力损失宜按下式计算

3水力充填料浆系统重力势能大于系统阻力损失1.2倍时： 宜采用自流输送；膏体充填料浆宜采用泵压输送。 4膏体充填料浆管道输送流速宜控制在1m/s～2m/s；水力 充填料浆工作流速应大于临界流速。

，7.2充填钻孔设计宜按现行国家标准《有色金属采矿设计翔

1主充填管竖直段和孔底弯管宜采用双金属复合管或耐磨 性能不低于双金属复合管的其他管材； 2主充填管水平段宜采用耐磨无缝钢管、共挤耐磨层增强塑 料复合管等耐磨管材； 3临近采空区的充填管宜采用钢编复合管、聚乙烯塑料 管等。

4.7.4管道敷设应符合下列规定： 1主充填竖直管不应设在提升并内，宜采用充填钻孔方式 服务年限长的大型矿山宜设专用充填井； 2充填料浆管道及下料口应固定牢靠； 3充填管道连接件耐压等级不应低于连接管耐压等级，充填 钻孔套管宜采用焊接或管箍连接，不经常拆卸的管段宜采用法兰 盘连接，经常拆卸的水平管段宜采用沟槽式管接头。 4.7.5采用深井管道输送且水平输送距离较短时，应采取减压 措施。 4.7.6废石充填料宜采用重力自溜和机械运输相结合的输送方 式，宜选择重力自溜输送与铲运机输送、带式机输送、无轨运料车 输送等方式组合的两段或三段输送流程，

4.7.4管道敷设应符合下列规

4.8.1充填监控系统应具有监测、自动控制、生产报表

.8.1充填监控系统应具有监测、自动控制、生产报表、设备运 表和故障报警等功能。

4.8.2充填系统监测与控制应符合下列规定：

1宜对供料仓料位、水池液位、搅拌装置液位进行监测与 控制； 2应对尾砂浆进料浓度、尾砂浆底流浓度、充填料浆浓度进 行监测与控制； 3应对尾砂浆进料流量、尾砂浆底流流量、充填料浆流量、调 浓水流量、其他添加料流量进行监测与控制； 4 应对散状集料计量、胶凝材料计量进行监测与控制； 5 宜对风压、水压、泵送压力进行监测与控制。 4.8.3 充填监控系统报警应符合下列规定： 供料仓料位、水池液位、搅拌装置液位宜设置上下限报警： 充填系统设备发生故障时，应自动报警。 4.8.4 充填制备站内关键设备位置宜配套视频监控系统。 4.8.5 充填监控系统应配置隔离器、熔断器等电气保护元器件。 4.8.63 充填监控系统宜具有可扩展性及穴余功能

4.9充填系统安全设施

4.9.1充填制备站应配置事故池及事故池泵送系统，事故池有效 容积不宜小于2h充填料浆量。 4.9.2充填制备站内应配置用于清洗充填管路的静压水源。 4.9.3 深锥浓密机和充填工业泵用电等级宜为二级负荷。 4.9.4 使用含辐射设备应进行安全防护，并应设置隔离带。 4.9.5充填钻孔底部管道、主管道等关键位置宜进行压力监测。 4.9.6充填钻孔底部宜设置管道应急排料装置及事故池，事故池 有效容积不宜小于主充填竖直管段总体积。 4.9.7主充填管路沿线宜布设应急水源或气源。

4.9.8寒冷地区砂仓、水池、事故池、架空管道等设施应采

4.9.8寒冷地区砂仓、水池、事故池、架空管道等设施应采取保温 防冻措施。

5.1.1充填作业前，应构筑封闭挡墙。封闭位置应设在采空区进 路的围岩稳固地段。构筑封闭挡墙前应清除巷道周边浮石。 5.1.2封闭挡墙构筑形式宜选择金属构件装配式挡墙、混凝土挡 墙、砖挡墙或木挡墙。 5.1.3封闭挡墙参数和分次充填高度应通过力学计算确定。

5.2.1充填料浆泌水率大于5%时，宜设置脱水设施。空场嗣后 充填宜采用脱水管脱水，脱水管数量不宜少于2条；分层充填和进 路式充填宜采用脱水管、滤水挡墙、滤水井等脱水方式。

5.2.1充填料浆泌水率大于5%时家具标准，宜设置脱水设施。

5.2.3充填作业区宜设置沉淀池。

5.3.1 充填宜接顶。

上海标准规范范本5.3.3充填接顶方式宜采用加压泵压注料浆、膨胀充填材料等。

5.4.1 充填计划编制宜符合下列规定： 1 宜绘制采空区实测图及相邻采场工程实测图； 2 宜计算采空区总充填量、充填次数和单次充填量； 3 宜编制充填管路、封闭挡墙、脱水、接顶等施工方案。 5.4.2 充填制备站与充填工作面之间应保持通信畅通。 5.4.3 充填管道引流和清洗应符合下列规定： 1 充填作业开始前，应对充填管道引流； 2充填作业完毕后，应对充填管道清洗，管道清洗宜采用水 或高压风； 3引流水、洗管水应通过三通阀门排放至充填空区外的集水 设施内。 44去植作业叶

5.4.4充填作业时，应对管路和封闭挡墙巡视，发现跑