充填主要是用水泥作胶凝材料。由于矿山充填不像混凝土生产中那样易于控制集料质量和水灰比,面对尾矿、粉煤灰等废料充填和输送方便、流动性好、泌水量小、接顶效果好、早期强度高等特殊要求下,水泥在胶结充填中遇到了一系列问题。膏体充填技术就是为克服低浓度水泥胶结充填的弊端发展起来的。胶固材料的出现推动了充填技术的极大进步。胶凝材料的水化过程完全不同于硅酸盐水泥,它不存在水泥熟料矿物的水解和水化反应,不生成氢氧化钙和钙矾石等晶体水化物。
其特点有:
(1)充填矿床是典型的后生矿床,因为矿体比围岩形成时间要晚得多;
(2)矿体形状:决定于原来裂隙的形状,多呈脉状,矿山充填系统主要构成要素,如我国南岭地区的含W石英脉、含Cu石英脉、萤石脉、方解石脉、铅锌矿脉。
(3)接触关系:矿体与围岩接触关系明显,规则,二者界线截然。
(4)矿石组构:具有充填作用的特殊组构,其中有:梳状构造-晶体垂直脉壁生长,又称对带状。晶洞构造:晶簇构造;角砾状构造。
充填站的充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。充填方法与充填料输送方法不同,充填系统的组成单元和功能不同。就应用普遍的水力输送而言,一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。
充填站设置料仓或堆场,采用振动放料形式,通过皮带传送至搅拌桶制浆。分级尾砂搅拌相对简单,矿山充填系统工艺流程设计,全尾砂充填为避免细粒部分絮凝结团,需要采用强力活化搅拌技术。
选矿厂生产的尾矿,主要用来做井下充填用。这样既解决了井下充填的材料问题,又减少了环境污染,同时还提高了尾矿库的服务年限。选别的终尾矿由泵打入充填浓缩机进行浓缩,溢流水返回水池作回水利用。经浓缩后的尾矿由泵送至尾砂充填系统进行分级,分级后的粗砂作为矿场充填材料;只有少量的分级溢流(细颗粒)打入尾矿库。而干选的尾矿用来筑尾矿坝。
矸石充填料需要将煤矸石破碎至5mm以下粒径,并需保证均衡的含水率,尾矿充填设备有那些技术要求,所以充填系统要有破碎模块和相应的破碎前与破碎后室内堆场。纯粉煤灰充填因粉煤灰悬浮性好搅拌比较容易,高浓度的矸石充填可以采用类似混凝土搅拌的卧式搅拌槽,浓度较低的混合充填一般采用立式搅拌桶。充填系统的组成单元和功能不同。