在深達(dá)數(shù)百米的礦山井下，如何安全高效地完成采空區(qū)充填，一直是礦業(yè)領(lǐng)域的“老大難”問(wèn)題。傳統(tǒng)方法要么成本高昂，要么存在塌陷風(fēng)險(xiǎn)，甚至可能污染地下水。如今，一項(xiàng)名為“高濃度混凝土泵送技術(shù)”的創(chuàng)新方案正在改變這一局面，它像一根“血管”般將特制混凝土精準(zhǔn)輸送到礦山深處，為礦山安全與環(huán)保帶來(lái)雙重保障。

過(guò)去，礦山充填主要依賴低濃度漿體或自然崩落法。低濃度漿體含水量高，凝固后強(qiáng)度不足，容易導(dǎo)致地表塌陷；自然崩落法則可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，且廢石堆積會(huì)占用大量土地。更棘手的是，傳統(tǒng)方法需要頻繁運(yùn)輸材料，既增加成本，又面臨揚(yáng)塵、滲濾液污染等環(huán)保難題。“就像用稀粥填滿一個(gè)大坑，表面看似平了，但底下全是空洞?！币晃坏V山工程師形象地比喻道。這種“治標(biāo)不治本”的方式，讓礦山企業(yè)長(zhǎng)期在安全與效益之間左右為難。

據(jù)湖南宇山重工所知，目前這個(gè)難題被破解了。，在內(nèi)蒙古寶山鐵礦的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，直徑150mm的耐磨管道正以脈沖式節(jié)奏，將灰綠色的濃稠混凝土持續(xù)注入地下300米的采空區(qū)。這種濃度達(dá)76%的特殊混合物，其配方經(jīng)歷了三年實(shí)驗(yàn)室攻關(guān)：首先通過(guò)立式?jīng)_擊破碎機(jī)將5-15mm骨料棱角磨圓，使顆粒間摩擦系數(shù)降低28%；再添加含納米二氧化硅的第三代減水劑，在保證流動(dòng)性的同時(shí)將水灰比控制在0.26；最后采用雙缸液壓活塞泵，配合0.5Hz的脈沖頻率輸送，成功突破78%濃度臨界點(diǎn)。

該技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在四個(gè)維度：在安全方面，充填體3天抗壓強(qiáng)度可達(dá)5MPa，相當(dāng)于在A4紙大小的面積上停放3臺(tái)越野車；環(huán)保效益上，每萬(wàn)噸充填量減少水泥用量120噸，相當(dāng)于少砍伐34棵成年喬木；經(jīng)

濟(jì)效益顯著，山東黃金三山島金礦應(yīng)用后，年節(jié)約排水處理費(fèi)用超800萬(wàn)元；智能化程度提升，中控室的"礦山充填大腦"系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)32個(gè)壓力傳感點(diǎn)，自動(dòng)調(diào)節(jié)泵送參數(shù)。

值得關(guān)注的是配套技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新：中國(guó)建材研究院開(kāi)發(fā)的CT-30型稠度儀，可在線檢測(cè)混凝土工作性；三一重工定制的高壓清洗機(jī)器人，能在15分鐘內(nèi)完成200米管道的堵塞處理。目前該技術(shù)已列入《國(guó)家綠色礦山技術(shù)推廣目錄》，在銅陵有色、紫金礦業(yè)等23個(gè)礦山完成工業(yè)化驗(yàn)證，平均充填效率從80m3/h提升至140m3/h。

行業(yè)專家預(yù)測(cè)，隨著85%濃度配方的突破，未來(lái)這項(xiàng)技術(shù)將拓展至海底采礦和極地開(kāi)采領(lǐng)域。挪威Nussir銅礦已計(jì)劃引進(jìn)中國(guó)設(shè)備，用于北極圈內(nèi)的海底充填作業(yè)。在國(guó)內(nèi)政策驅(qū)動(dòng)下，預(yù)計(jì)到2028年市場(chǎng)規(guī)模將突破50億元，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)轉(zhuǎn)型。

隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入，高濃度混凝土泵送系統(tǒng)正邁向智能化。通過(guò)在泵送管道中嵌入傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土狀態(tài)，甚至預(yù)測(cè)堵管風(fēng)險(xiǎn)；結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)，還能在虛擬空間中模擬充填過(guò)程，進(jìn)一步優(yōu)化施工方案。