住房和城乡建设部关于发布国家标准《金属非金属矿山充填工程技术标准》的公告

　　现批准《金属非金属矿山充填工程技术标准》为国家标准，编号为GB/T51450-2022，自2022年12月1日起实施。

本标准在住房和城乡建设部门户网站（www.mohurd.gov.cn）公开，并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社有限公司出版发行。

住房和城乡建设部

2022年9月8日

前言

本标准是根据住房和城乡建设部《关于印发2017年工程建设标准规范制修订及相关工作计划的通知》建标〔2016〕248号）的要求，由矿冶科技集团有限公司、建筑材料工业技术情报研究所会同有关单位共同编制完成的。

本标准在编制过程中，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本标准。

本标准主要技术内容：总则、术语、充填材料、充填系统设计、充填作业、质量检测等。

本标准由住房和城乡建设部负责管理。

本标准起草单位∶矿冶科技集团有限公司（地址∶北京市大兴区北采路东段22号，邮政编码102628）

建筑材料工业技术情报研究所

中国恩菲工程技术有限公司

长沙有色冶金设计研究院有限公司

长沙矿山研究院有限责任公司

招金矿业股份有限公司

金建工程设计有限公司

山东黄金矿业科技有限公司

大冶有色金属集团控股有限公司

西部矿业股份有限公司

南京银茂铅锌矿业有限公司

飞翼股份有限公司

深圳市中金岭南有色金属股份有限公司

安徽马钢张庄矿业有限责任公司

中铁十九局集团矿业投资有限公司

北京安科兴业科技股份有限公司

北科蕴宏环保科技（北京）有限公司

中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司

中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司

南京坤元材料有限公司

江西瑞钛管道有限公司

安徽先进建筑材料研究院有限公司

本标准主要起草人员∶杨小聪 郭利杰 周爱民  施士虎 郭  群  刘福春  魏晓明 许文远 李文臣  陈  晶  史采星朱立德 董鑫 王春光 呼艳芬 齐兆军 刘友章  陈少君  王海丰 高鹏举 王志远  张鹏飞 田志刚 杜向红 陈五九  王挥云 李长城 季毛伟 张  宁   颉铎铃 李乾龙 方长辉 周锡林 王明远 田立斌

本标准主要审查人员∶蔡美峰 蔡嗣经  杨焕文  周永祥 龙  涛 刘文永  侯运炳  许新启 李  政

2  术    语

2.0.1  矿山充填 mine backfill

采用砂、石以及其他材料，对地下采空区充填的作业过程。

2.0.2  充填材料 backfill material

包括充填集料、胶凝材料、水，以及改善充填料浆性能的外加剂。

2.0.3  充填集料 backfill aggregate

充填体中起填充和骨架作用的惰性材料。

2.0.4  尾砂 tailings

选矿厂在当前经济技术条件下，将矿石磨细，选取有用成分后排放的固体废弃物。

2.0.5  全尾砂    unclassified tailings

未经分级的全粒级尾砂。

2.0.6 分级尾砂 classified tailings

尾砂分级后用于矿山充填的粗粒沉砂。

2.0.7  粒级组成 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。

2.0.8  胶凝材料 binder

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。

2.0.9  充填料浆 backfill slurry

充填集料、胶凝材料等与水混合形成的浆状物。

2.0.10  充填配比 recipe of backfill slurry

充填料浆中充填材料间的质量比例关系。

2.0.11  充填浓度 solid content of backfill slurry

充填集料与胶凝材料的干质量占充填料浆总质量的百分比。

2.0.12  充填沉缩比 settling ratio of backfill slurry

充填料浆体积与终凝或固结后充填体体积之比。

2.0.13  充填体 backfill

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 stope backfill

充填料充入采场等地下空区形成的充填体。

2.0.15  充填体试件 backfill specimen

用于试验或质量检测等目的，通过浇注成型或钻凿取芯获取的充填体样品。

2.0.16  充填体强度  backfill strength

充填体抵抗外力时保持自身不被破坏的极限应力。

2.0.17  充填系统 backfill system

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。

2.0.18  胶结充填 cemented backfill

充填材料中含胶凝材料，能使充填料浆硬化并具有一定强度的矿山充填方式。

2.0.19  非胶结充填 uncemented backfill

充填材料中不含胶凝材料，充填集料能固结或堆积的矿山充填方式。

2.0.20  水力充填    hydraulic backfill

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

2.0.21  膏体充填 paste backfill

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

2.0.22  废石充填 rock backfill

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填方式。

3  充 填 材 料

3.1  一般规定

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。

3.1.2  充填集料的选择应符合下列规定∶

1  充填集料应符合现行国家标准《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》GB18599的有关规定；

2  充填集料宜采用尾砂废石等矿山固体废弃物或一般工业固体废物；

3  含硫量超过8%的集料不宜用于胶结充填。

3.1.3  胶凝材料应采用水泥或具有胶凝作用的其他材料。

3.1.4  充填用水的水质要求应符合下列规定∶

1 pH不得小于5；

2 SO42-含量不得超过2700mg/L。

3.1.5  充填系统建设方案初步设计前，应完成充填材料试验。

3.1.6  充填材料变更或性质发生变化时，应重新开展相应的充填材料试验。

4  充填系统设计

4.1  充 填 方 式

4.1.1  充填方式宜采用水力充填、膏体充填和废石充填。

4.1.2  充填方式应根据充填材料来源及性质、采矿方法要求、经济效益等要素综合确定。

4.2  充填能力计算

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

1  年平均充填实体量应按下式计算∶

4.3  充填制备站站址

4.3.1  充填制备站站址选择宜符合下列规定∶

1  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 充填集料制备

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。沉降浓缩装置宜采用砂仓、深锥浓密机等，过滤浓缩装置宜采用真空过滤机、压滤机等。

4.4.3  砂仓浓缩应符合下列规定∶

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；

3  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38）m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∶

1  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。

4.6  充填材料混合

4.6.1  水力充填料浆和膏体充填料浆混合搅拌应符合下列规定∶

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一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

3  充填料浆搅拌装置的有效容积应满足2min~3min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。

4.7  充填料输送

4.7.1  充填料浆管道输送方式应符合下列规定∶

1充填料浆垂直管道的重力势能应按下式计算：

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。

4.7.2  充填钻孔设计宜按现行国家标准《有色金属采矿设计规范》GB50771的有关规定执行。

4.7.3  充填管道选型宜符合下列规定∶

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井内，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筹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。

4.8  充填系统监测与控制

4.8.1  充填监控系统应具有监测、自动控制、生产报表、设备运行报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∶

1 供料仓料位、水池液位、搅拌装置液位宜设置上下限报警；

2  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。

4.8.6  充填监控系统宜具有可扩展性及冗余功能。