CN109578071A - 一种移动式智能化膏体充填系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移动式智能化膏体充填系统,属于膏体充填技术领域。该系统包括尾矿脱水模块、膏体制备模块、膏体输送模块、在线监测模块和智能化精准控制模块,尾矿脱水模块连接膏体制备模块,膏体制备模块连接膏体输送模块,在线监测模块对各模块进行实时监测,智能化精准控制模块对尾矿脱水模块、膏体制备模块和膏体输送模块进行智能化调控,在实际应用中,各个模块可以根据需要灵活组合。该系统具有灵活的个性化定制、标准化的安装、功能化模块可重复利用、充填质量实时在线监测、充填系统智能化精准控制的特点,不仅可降低土建工程量、缩短建站准备周期、节约建设投资,而且系统操作简单,可实现移动式充填。
Description
技术领域
本发明涉及膏体充填技术领域,特别是指一种移动式智能化膏体充填系统。
背景技术
采矿所带来的井下空区和地表尾矿库是矿山所面临的两个重大灾害源,膏体充填技术是将地表尾砂与胶凝材料和水等复合、制备成牙膏状料浆,进行井下采空区回填密封的一种先进技术。由于膏体充填只用添加很少的胶结剂就能达到很高的强度,大大降低了采矿充填成本,而且充填体接顶性能和充填体整体性能良好,能够降低区域地压,可以提高采矿活动的安全水平。目前,膏体充填采矿为具有岩体破碎、埋藏较深等特点的矿产回采提供了安全高效的途径,在技术经济、环保、安全方面具有得天独厚的优势。为此,该技术已被国土资源部、工信部、环保部等部委列为示范推广新技术,在全国广泛推广使用。
传统膏体充填技术采用固定式的膏体充填站,大型成套的膏体制备设备且不可移动,矿山服务年限结束后整套充填设备大多废弃,而且使用大量建筑材料构筑设备和厂房基础,充填站占用土地难以重复利用,不符合绿色充填的理念,不利于充填法推广应用。
在我国很多西南部矿山、山区矿山没有足够的场地,需占用宝贵的工业场地或花费较大的投资进行征地平场。充填系统建设期一般在8个月以上,特别是西部矿山施工环境恶劣,充填系统从建设到投产通常要两年以上时间,充填法不能尽快应用,充填系统投资积压资金影响了企业效益。还有部分矿山采用平硐开拓,充填料浆从地表输送困难,或者井下充填区域分散,层状矿体分布范围广、空区多、空区规模不均,传统固定式充填系统难以满足矿山充填要求。
本发明介绍一种移动式智能化膏体充填系统,对传统固定式膏体充填站各主体设备及功能部件采用模块化设计,通过统一的通用接口,进行灵活的定制化装配集成,降低了土建工程量,缩短了建站和安装周期。该系统通过对膏体充填工艺过程的实时在线监测和智能化精准控制,人工操作简单,充填料浆输送技术难度较低,可达到最经济的运营成本和最佳的充填效果。该膏体充填系统使用灵活,系统可实现移动式充填,在地表或井下都可进行安装和运行,可提高膏体充填工作效率。该膏体充填系统模块可以循环利用,便于更换、维护、管理,有利于节约膏体制备成本,使其通过低投资和低运营成本实现高可靠性系统和高性能充填效果,对未来膏体充填的可持续发展起到了战略性的支撑作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种移动式智能化膏体充填系统。
该系统包括尾矿脱水模块、膏体制备模块、膏体输送模块、在线监测模块和智能化精准控制模块,尾矿脱水模块包括膏体浓密单元、絮凝剂精准添加单元、底流浓度调控单元。膏体制备模块包括充填材料添加单元、膏体均质化搅拌单元、外加剂添加单元和膏体制备单元,膏体输送模块包括泵压输送单元、自流输送单元、泵压/自流切换单元。在线监测模块包括料浆质量监测单元、管道输送监测单元、采场监测单元。智能化精准控制模块包括数据采集分析单元、自动化控制单元、自适应单元。尾矿脱水模块、膏体制备模块和膏体输送模块依次串联,在线监测模块和智能化精准控制模块对尾矿脱水模块、膏体制备模块和膏体输送模块进行实时监测和控制,尾矿脱水模块、膏体制备模块、膏体输送模块、在线监测模块和智能化精准控制模块为标准化模块,根据需要组合安装。
其中,尾矿脱水模块中间部分为膏体浓密单元,膏体浓密单元两侧分别设计为上、中、下三层,左边上层设置絮凝剂精准添加单元,右边下层设置底流浓度调控单元,絮凝剂精准添加单元内设置絮凝剂储存单元、絮凝剂制备单元和絮凝剂供料单元,底流浓度调控单元内设置底流稀释单元、底流增稠单元和底流排放单元。
膏体制备模块内充填材料添加单元和外加剂添加单元均连接膏体均质化搅拌单元,充填材料添加单元和充填物料缓冲存储单元之间设置充填物料计量单元。
在线监测模块位于移动式智能化膏体充填系统的控制室,包括料浆质量监测单元、管道输送监测单元、采场监测单元。料浆质量监测单元内设尾矿脱水模块数据通讯采集、分析来自深锥浓密单元传感器、絮凝剂精准添加单元传感器和底流浓度调控单元传感器的监测数据。同时通过膏体搅拌模块数据通讯单元采集和分析来自充填材料计量添加单元传感器、膏体均质化搅拌单元传感器、外加剂计量添加单元传感器。管道输送监测单元内设膏体输送模块数据通讯单元泵压输送单元传感器、自流输送单元传感器、泵压/自流切换单元传感器的监测数据。采场监测单元主要是对采场膏体固化过程中的温度、含水量、孔隙水压力、基质吸力、电导率、挡墙压力等进行传感器监测。
智能化精准控制模块位于移动式智能化膏体充填系统的控制室,包括数据分析单元、自动化控制单元、自适应单元。数据分析单元处理在线监测模块采集的数据,自适应单元根据数据分析单元结果制度最佳运行策略,通过自动化控制单元对尾矿脱水模块、膏体制备模块、膏体输送模块进行运行参数调整,满足充填要求。自动化控制单元设有尾矿脱水模块数据通讯单元对深锥浓密单元控制元件、絮凝剂精准添加单元控制元件、底流浓度调控单元控制元件进行指令下发和反馈通讯,同时通过膏体搅拌模块数据通讯单元对充填材料添加单元控制元件、膏体均质化搅拌单元控制元件、外加剂添加单元控制元件进行指令下发和反馈通讯,以及膏体输送模块数据通讯单元对泵压输送单元控制元件、自流输送单元控制元件、泵压/自流切换单元控制元件进行指令下发和反馈通讯,还有采场充填控制单元的指令下发和反馈通讯。
尾矿脱水模块、膏体制备模块、膏体输送模块、在线监测模块和智能化精准控制模块均为移动式集装箱设计,各模块具有通用接口,能够个性化定制和装配集成。
该系统整体为移动式集装箱搭建在移动平台上,尾矿脱水模块底部为深锥底座,深锥底座嵌入移动平台一层,通过螺栓和钢结构支撑进行固定;移动平台具有无轨行走机构和液压稳定机构,当进行膏体充填作业时,液压稳定机构伸出移动平台,保持移动平台水平稳定,保证作业安全。
絮凝剂精准添加单元和底流浓度调控单元均为箱式结构,箱体外侧带有吊耳用于整体移动,箱体底部设有螺栓与移动平台连接。
深锥浓密单元设备外壳和膏体均质化搅拌单元一端为卧式一段搅拌装置,卧式一段搅拌装置的搅拌槽为能够拆卸的定型活动钢质外壳,外壳挡板通过加强筋、压紧装置和密封装置进行拼装,底座采用螺栓固定。
该系统具体功能如下:
(1)选厂尾矿直接通过管道输送至该系统尾矿脱水模块制备高浓度尾矿料浆。浓度20-30%的尾矿浆与絮凝剂稀释溶液在膏体制备模块中混合从而实现快速沉降脱水,絮凝剂溶液由絮凝剂精准添加单元根据尾矿流量和浓度而进行溶解、制备和添加。70-75%的高浓度底流尾矿进入膏体制备模块,溢流清水排放后集中循环利用或调节膏体浓度,冲洗搅拌槽和输送管路等。
(2)步骤(1)中高浓度尾矿料浆与水泥、粗骨料、外加剂等在膏体制备模块中混合,粗骨料、外加剂添加单元根据矿山实际需要而增减。水泥、粗骨料、外加剂均可根据充填需要进行精准计量和添加。
(3)步骤(2)中经充分搅拌的均质化膏体充填料浆进入膏体输送模块,根据矿山输送条件,选择泵压输送单元或自流输送单元,也可以根据不同输送位置进行两个单元的实时切换。
(4)通过在线监测模块,对步骤(1)尾矿脱水模块中尾矿给料流量、絮凝剂流量、底流尾矿流量和密度、膏体浓密模块泥层高度,溢流水浊度进行实时在线监测;对步骤(2)水泥添加量、粗骨料添加量、外加剂添加量、搅拌机液位进行实时在线监测;对步骤(3)输送管道压力、膏体料浆流量、膏体料浆密度进行实时在线监测;对步骤(3)膏体充填料浆充填至井下采空区内的膏体固化、充填挡墙应力变化进行实时在线监测;
(5)智能化精准控制模块收集和分析步骤(4)中在线监测数据,并根据矿山膏体充填大数据来实时优化运行状况,通过自动化精准控制,降低人工操作难度,以最优的充填运营成本实现最佳的充填效果。
(6)该系统各模块和子模块可根据实际需求进行个性化定制,各模块和子模块之间以标准化通用结构进行安装和工艺流程的衔接。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
该系统将经典固定式膏体充填站进行模块化设计,根据矿山充填需求选择合适的模块,以通用标准化结构,装配成为移动式模块化集成的膏体充填系统。该系统主要有以下几个优点:第一,模块化集成的膏体充填系统成本低。不占用矿山工业场地,避免了大规模设备和厂房基础建设,避免了固定式充填站投资大,占用矿山资金问题,而且模块化设备可重复利用、便于维护更换,有利于膏体充填法在海量中小型矿山的推广应用。第二,模块化的膏体充填装备建设和安装周期短。采用标准化通用接口衔接和安装,施工简单,适用于各种施工环境恶劣的地区。第三,移动式的膏体充填系统灵活性高。可在地表和井下进行安装和运行,不受矿山由于地形和开采条件的限制,克服井下充填区域分散,层状矿体分布范围广,空区多,空区规模不均等充填难题,可实现最优的充填方式。第四,采用智能化自动控制模块的膏体充填系统精准度高。通过对充填工艺流程的实时在线监测和智能化精准控制模块对膏体充填工艺数据进行分析和学习,保证最佳充填成本和充填效果。
该方法适用于有色、黑色、贵金属、稀有金属、黄金等各种产生全尾矿,特别是对充填质量和环保要求较高的小规模矿山企业。
附图说明
图1为本发明的移动式智能化膏体充填系统结构示意图;
图2为本发明的移动式智能化膏体充填系统三维立体架构图;
图3为本发明的移动式智能化膏体充填系统中在线监测模块示意图;
图4为本发明的移动式智能化膏体充填系统中智能化精准控制模块示意图;
图5为本发明的移动式智能化膏体充填系统中主体设备外壳活动挡板组合结构示意图。
其中:1-尾矿脱水模块;2-膏体制备模块;3-膏体输送模块;4-在线监测模块;5-智能化精准控制模块;11-深锥浓密单元;12-絮凝剂精准添加单元;13-底流浓度调控单元;121-絮凝剂储存单元;122-絮凝剂制备单元;123-絮凝剂供料单元;131-底流稀释单元;132-底流增稠单元;133-底流排放单元;21-充填材料添加单元;22-膏体均质化搅拌单元;23-外加剂添加单元;211-胶结材料缓冲存储单元;212-粗骨料缓冲存储单元;213-充填物料计量添加单元;231-外加剂缓冲存储单元;232-外加剂计量添加单元;31-泵压输送单元;32-自流输送单元;33-泵压/自流切换单元;41-料浆质量监测单元;42-管道输送监测单元;43-采场监测单元;411-尾矿脱水模块数据通讯单元;412-深锥浓密单元传感器;413-絮凝剂精准添加单元传感器;414-底流浓度调控单元传感器;415-膏体搅拌模块数据通讯单元;416-充填材料计量添加单元传感器;417-膏体均质化搅拌单元传感器;418-外加剂计量添加单元传感器;421-膏体输送模块数据通讯单元;422-泵压输送单元传感器;423-自流输送单元传感器;424-泵压/自流切换单元传感器;51-数据采集分析单元;52-自动化控制单元;53-自适应单元;521-尾矿脱水模块数据通讯单元;5211-深锥浓密单元控制元件;5212-絮凝剂精准添加单元控制元件;5213-底流浓度调控单元控制元件;522-膏体搅拌模块数据通讯单元;5221-充填材料添加单元控制元件;5222-膏体均质化搅拌单元控制元件;5223-外加剂添加单元控制元件;523-膏体输送模块数据通讯单元;5231-泵压输送单元控制元件;5232-自流输送单元控制元件;5233-泵压/自流切换单元控制元件;524-采场充填控制单元;6-定型活动钢质外壳;61-外壳挡板;62-加强筋;63-压紧装置;64-密封装置。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种移动式智能化膏体充填系统。
如图1所示,该系统包括尾矿脱水模块1、膏体制备模块2、膏体输送模块3、在线监测模块4和智能化精准控制模块5,尾矿脱水模块1包括膏体浓密单元11、絮凝剂精准添加单元12、底流浓度调控单元13。膏体制备模块2包括充填材料添加单元21、膏体均质化搅拌单元22、外加剂添加单元23。膏体输送模块3包括泵压输送单元31、自流输送单元32、泵压/自流切换单元33。在线监测模块4包括料浆质量监测单元41、管道输送监测单元42、采场监测单元43。智能化精准控制模块5包括数据采集分析单元51、自动化控制单元52、自适应单元53。尾矿脱水模块1、膏体制备模块2和膏体输送模块3依次串联,在线监测模块4和智能化精准控制模块5对尾矿脱水模块1、膏体制备模块2和膏体输送模块3进行实时监测和控制,尾矿脱水模块1、膏体制备模块2、膏体输送模块3、在线监测模块4和智能化精准控制模块5为标准化模块,根据需要组合安装。
如图1所示,该系统整体为移动式集装箱搭建在移动平台上,尾矿脱水模块1底部为深锥底座,深锥底座嵌入移动平台一层,通过螺栓和钢结构支撑进行固定;移动平台具有无轨行走机构和液压稳定机构,当进行膏体充填作业时,液压稳定机构伸出移动平台,保持移动平台水平稳定,保证作业安全。
絮凝剂精准添加单元12和底流浓度调控单元13均为箱式结构,箱体外侧带有吊耳用于整体移动,箱体底部设有螺栓与移动平台连接。
如图2所示,尾矿脱水模块1中间部分为膏体浓密单元11,膏体浓密单元11两侧分别设计为上、中、下三层,左边上层设置絮凝剂精准添加单元12,右边下层设置底流浓度调控单元13,絮凝剂精准添加单元12内设置絮凝剂储存单元121、絮凝剂制备单元122和絮凝剂供料单元123,底流浓度调控单元13内设置底流稀释单元131、底流增稠单元132和底流排放单元133。
膏体制备模块2内设充填材料添加单元21和外加剂添加单元23均连接膏体均质化搅拌单元22。充填材料添加单元21内设胶结材料缓冲存储单元211和粗骨料缓冲存储单元212,以及充填物料计量添加单元213。外加剂添加单元23内设外加剂缓冲存储单元231,以及外加剂计量添加单元232。膏体输送模块3包括泵压输送单元31、自流输送单元32、泵压/自流切换单元33。
如图3所示,在线监测模块4位于集装箱移动式膏体充填系统的控制室,包括料浆质量监测单元41、管道输送监测单元42、采场监测单元43。料浆质量监测单元41内设尾矿脱水模块数据通讯单元411采集和分析来自深锥浓密单元传感器412、絮凝剂精准添加单元传感器413、底流浓度调控单元传感器414的监测数据。同时通过膏体搅拌模块数据通讯单元415采集和分析来自充填材料计量添加单元传感器416、膏体均质化搅拌单元传感器417、外加剂计量添加单元传感器418。管道输送监测单元42内设膏体输送模块数据通讯单元421泵压输送单元传感器422、自流输送单元传感器423、泵压/自流切换单元传感器424的监测数据。
如图4所示,智能化精准控制模块5位于集装箱移动式膏体充填系统的控制室,包括数据分析单元51、自动化控制单元52、自适应单元53。数据采集分析单元51处理在线监测模块4采集的数据,自适应单元53根据数据采集分析单元51结果制度最佳运行策略,通过自动化控制单元52对尾矿脱水模块1、膏体制备模块2、膏体输送模块3调整运行参数,满足充填要求。自动化控制单元52设有尾矿脱水模块数据通讯单元521对深锥浓密单元控制元件5211、絮凝剂精准添加单元控制元件5212、底流浓度调控单元控制元件5213进行指令下发和反馈通讯,同时通过膏体搅拌模块数据通讯单元522对充填材料添加单元控制元件5221、膏体均质化搅拌单元控制元件5222、外加剂添加单元控制元件5223进行指令下发和反馈通讯,以及膏体输送模块数据通讯单元523对泵压输送单元控制元件5231、自流输送单元控制元件5232、泵压/自流切换单元控制元件5233进行指令下发和反馈通讯,还有采场充填控制单元524的指令下发和反馈通讯。
尾矿脱水模块1、膏体制备模块2、膏体输送模块3、在线监测模块4和智能化精准控制模块5均为移动式集装箱设计,各模块具有通用接口,能够个性化定制和装配集成。
如图5所示,深锥浓密装置的仓壁和卧式一段搅拌装置的搅拌槽为能够拆卸的定型活动钢质外壳6,外壳挡板61通过加强筋62、压紧装置63和密封装置64进行拼装,底座采用螺栓固定;
下面结合具体实施例予以说明。
某铜矿矿体采用井下开采,以竖井+平硐+斜井联合开拓,采矿方法以分段凿岩阶段矿房法为主,浅孔留矿采矿法、全面留矿法为辅。矿体厚度为2~32米,平均厚度14米,矿体倾角50~60°,矿石密度2.9t/m3,可采矿体长度400米。矿山产量为20万t/年,入选品位Cu0.5%,选矿回收率88%,全尾砂产率96%,-200目含量75%。
目前采用空场法开采需要留有矿柱,采场一般采高25~30米,单个采场长度25~50米,资源回收率仅为65%~70%,矿石损失严重。选厂尾矿采用上游式堆筑尾矿库,随着排放量增加,安全隐患突出,一旦污染土地,矿区周边脆弱植被较难恢复。除此之外,随着采深的不断增加,地应力逐渐凸显,工人作业环境安全性差。为解决矿山开采存在的经济、环保、安全等问题,经研究后采用分段嗣后膏体充填采矿法,协同解决资源回收、尾矿排放和采场安全等难题。
根据矿山目前出矿量20万t/年,即日均矿石产量700t/d,矿石密度2.9t/m3,日均充填量为240m3,充填系统能力为30m3/h可满足生产要求。设计输送流量为40m3/h,输送管道直径为75mm。其中膏体充填料浆浓度为75%,尾矿膏体排放料浆浓度为72%。
按照传统固定式充填制备站,膏体充填系统投资初步估算约为2040万元,具体如表1所示。
表1固定式膏体充填站建设费用
序号 | 项目 | 投资(万元) |
1 | 膏体充填站,钢结构 | 450 |
2 | 深锥浓密机及设备基础 | 480 |
3 | 水泥仓 | 160 |
4 | 水泥添加装置 | 40 |
5 | 搅拌机 | 80 |
6 | 柱塞泵(一用一备) | 600 |
7 | 仪器仪表 | 150 |
8 | 自控系统 | 80 |
合计 | 2040 |
按照本发明移动式模块集成智能化膏体充填系统,该系统由尾矿脱水模块、膏体制备模块、膏体输送模块、在线监测模块、智能化精准控制模块组成,各模块具有通用标准接口装配集成为移动式膏体充填系统。
根据该铜矿膏体充填需求选择相应功能模块进行装配集成,其中尾矿脱水模块由膏体浓密单元、絮凝剂添加单元、底流浓度调控单元组成,膏体制备模块由膏体均质化搅拌单元、水泥料添加单元组成,膏体输送模块由泵压输送单元组成,膏体充填过程在线监测模块由料浆质量监测单元、管道输送监测单元、采场监测单元组成,智能化精准控制模块由膏体充填数据采集分析单元、自动化控制单元、自适应单元组成。选厂尾矿排放浓度为20%~25%输送到尾矿脱水模块制成72%浓度的高浓度尾砂,然后在膏体搅拌模块中与水泥以8:1至24:1的比例进行混合,水泥添加量由水泥添加单元精准添加。经充分搅拌后制成的全尾砂膏体充填料,通过泵压输送单元,以泵送的方式将膏体充填料输送到采场进行充填。通过在线监测模块对尾矿脱水、膏体搅拌和膏体输送以及采场充填体固化和充填挡墙应力变化进行实时在线监测,所有数据进入智能化自动控制系统进行分析,结合矿山充填大数据库优化实际充填工艺参数,降低运营成本。
本发明移动式智能化膏体充填系统建设费用如表2所示。
表2移动式智能化膏体充填站建设费用
序号 | 项目 | 投资(万元) |
1 | 尾矿脱水模块 | 400 |
2 | 膏体制备模块 | 200 |
3 | 膏体输送模块 | 400 |
4 | 在线监测模块 | 200 |
5 | 智能化精准控制模块 | 200 |
6 | 安装费用 | 20 |
7 | 合计 | 1420 |
由上述两者对比可以看出,移动式智能化膏体充填方案对于该矿来讲,建设费用较传统固定式充填系统降低30.4%。不仅如此,从长远考虑,移动式智能化膏体充填方案建设安装投资低、标准化安装周期短、移动式充填灵活性高、智能化充填精准度高、运营成本低,设备投资可重复利用,其社会、经济效益要远远优于固定式充填站方案。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:包括尾矿脱水模块(1)、膏体制备模块(2)、膏体输送模块(3)、在线监测模块(4)和智能化精准控制模块(5),尾矿脱水模块(1)包括深锥浓密单元(11)、絮凝剂精准添加单元(12)和底流浓度调控单元(13);膏体制备模块(2)包括充填材料添加单元(21)、膏体均质化搅拌单元(22)和外加剂添加单元(23);膏体输送模块(3)包括泵压输送单元(31)、自流输送单元(32)和泵压/自流切换单元(33);在线监测模块(4)包括料浆质量监测单元(41)、管道输送监测单元(42)和采场监测单元(43);智能化精准控制模块(5)包括数据采集分析单元(51)、自动化控制单元(52)和自适应单元(53);尾矿脱水模块(1)、膏体制备模块(2)和膏体输送模块(3)依次串联,在线监测模块(4)和智能化精准控制模块(5)对尾矿脱水模块(1)、膏体制备模块(2)和膏体输送模块(3)进行实时监测和控制,尾矿脱水模块(1)、膏体制备模块(2)、膏体输送模块(3)、在线监测模块(4)和智能化精准控制模块(5)为标准化模块,根据需要组合安装。
2.根据权利要求1所述的移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:所述尾矿脱水模块(1)中间部分为深锥浓密单元(11),深锥浓密单元(11)两侧分别设计为上、中、下三层,左边上层设置絮凝剂精准添加单元(12),右边下层设置底流浓度调控单元(13),絮凝剂精准添加单元(12)内设置絮凝剂储存单元(121)、絮凝剂制备单元(122)和絮凝剂供料单元(123),底流浓度调控单元(13)内设置底流稀释单元(131)、底流增稠单元(132)和底流排放单元(133)。
3.根据权利要求1所述的移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:所述膏体制备模块(2)内设充填材料添加单元(21)、外加剂添加单元(23)和膏体均质化搅拌单元(22);充填材料添加单元(21)内设胶结材料缓冲存储单元(211)、粗骨料缓冲存储单元(212)和充填物料计量添加单元(213);外加剂添加单元(23)内设外加剂缓冲存储单元(231)和外加剂计量添加单元(232)。
4.根据权利要求1所述的移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:所述在线监测模块(4)位于移动式智能化膏体充填系统的控制室,包括料浆质量监测单元(41)、管道输送监测单元(42)和采场监测单元(43);料浆质量监测单元(41)中尾矿脱水模块数据通讯单元(411)采集和分析来自深锥浓密单元传感器(412)、絮凝剂精准添加单元传感器(413)、底流浓度调控单元传感器(414)的监测数据;同时通过膏体搅拌模块数据通讯单元(415)采集和分析来自充填材料计量添加单元传感器(416)、膏体均质化搅拌单元传感器(417)、外加剂计量添加单元传感器(418)的数据;管道输送监测单元(42)内设膏体输送模块数据通讯单元(421)采集泵压输送单元传感器(422)、自流输送单元传感器(423)、泵压/自流切换单元传感器(424)的监测数据。
5.根据权利要求1所述的移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:所述智能化精准控制模块(5)位于移动式智能化膏体充填系统的控制室,包括数据采集分析单元(51)、自动化控制单元(52)、自适应单元(53);数据采集分析单元(51)处理在线监测模块(4)采集的数据,自适应单元(53)根据数据采集分析单元(51)结果制定最佳运行策略,通过自动化控制单元(52)对尾矿脱水模块(1)、膏体制备模块(2)、膏体输送模块(3)调整运行参数,满足充填要求;自动化控制单元(52)设有尾矿脱水模块数据通讯单元(521)对深锥浓密单元控制元件(5211)、絮凝剂精准添加单元控制元件(5212)、底流浓度调控单元控制元件(5213)进行指令下发和反馈通讯,同时通过膏体搅拌模块数据通讯单元(522)对充填材料添加单元控制元件(5221)、膏体均质化搅拌单元控制元件(5222)、外加剂添加单元控制元件(5223)进行指令下发和反馈通讯,膏体输送模块数据通讯单元(523)对泵压输送单元控制元件(5231)、自流输送单元控制元件(5232)、泵压/自流切换单元控制元件(5233)进行指令下发和反馈通讯。
6.根据权利要求1所述的移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:所述尾矿脱水模块(1)、膏体制备模块(2)、膏体输送模块(3)、在线监测模块(4)和智能化精准控制模块(5)均为移动式集装箱设计,各模块具有通用接口,能够个性化定制和装配集成。
7.根据权利要求1所述的移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:该系统整体为移动式集装箱搭建在移动平台上,尾矿脱水模块(1)底部为深锥底座,深锥底座嵌入移动平台一层,通过螺栓和钢结构支撑进行固定;移动平台具有无轨行走机构和液压稳定机构,当进行膏体充填作业时,液压稳定机构伸出移动平台,保持移动平台水平稳定,保证作业安全。
8.根据权利要求2所述的移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:所述絮凝剂精准添加单元(12)和底流浓度调控单元(13)均为箱式结构,箱体外侧带有吊耳用于整体移动,箱体底部设有螺栓与移动平台连接。
9.根据权利要求1所述的移动式智能化膏体充填系统,其特征在于:所述深锥浓密单元(11)设备外壳和膏体均质化搅拌单元(22)一端为卧式一段搅拌装置,卧式一段搅拌装置的搅拌槽为能够拆卸的定型活动钢质外壳(6),外壳挡板(61)通过加强筋(62)、压紧装置(63)和密封装置(64)进行拼装,底座采用螺栓固定。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110185492A (zh) * | 2019-07-07 | 2019-08-30 | 长沙智能控制系统有限公司 | 一种移动分布式井下胶结充填方法及系统 |
CN110487840A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-22 | 北京科技大学 | 一种膏体固化过程表征方法 |
CN112402368A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-02-26 | 马梅伍 | 一种口腔粘膜保护膏及其制造设备 |
CN113359653A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-09-07 | 山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 | 基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6168352B1 (en) * | 1997-01-24 | 2001-01-02 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources | Apparatus for producing high density slurry and paste backfills |
CN103389259A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-11-13 | 北京科技大学 | 一套膏体充填料浆流变特性测试系统及其使用方法 |
CN104929683A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-23 | 北京科技大学 | 一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法 |
CN105107825A (zh) * | 2015-09-12 | 2015-12-02 | 北京科技大学 | 一种全尾砂膏体制备方法 |
CN106065783A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-11-02 | 铜陵有色设计研究院 | 用于大规模非金属矿山的充填装置及其使用方法 |
CN106968709A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-07-21 | 太原理工大学 | 一种膏体充填管路堵管监测装置及监测方法 |
CN108553952A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-21 | 北京科技大学 | 底流浓度自适应调控的膏体浓密机及精准监测与调控方法 |
CN108986118A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-11 | 北京科技大学 | 一种全尾砂膏体搅拌均质性在线监测系统与使用方法 |
-
2019
- 2019-01-18 CN CN201910046389.6A patent/CN109578071B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6168352B1 (en) * | 1997-01-24 | 2001-01-02 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources | Apparatus for producing high density slurry and paste backfills |
CN103389259A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-11-13 | 北京科技大学 | 一套膏体充填料浆流变特性测试系统及其使用方法 |
CN104929683A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-23 | 北京科技大学 | 一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法 |
CN105107825A (zh) * | 2015-09-12 | 2015-12-02 | 北京科技大学 | 一种全尾砂膏体制备方法 |
CN106065783A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-11-02 | 铜陵有色设计研究院 | 用于大规模非金属矿山的充填装置及其使用方法 |
CN106968709A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-07-21 | 太原理工大学 | 一种膏体充填管路堵管监测装置及监测方法 |
CN108553952A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-21 | 北京科技大学 | 底流浓度自适应调控的膏体浓密机及精准监测与调控方法 |
CN108986118A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-11 | 北京科技大学 | 一种全尾砂膏体搅拌均质性在线监测系统与使用方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
吕世武等: "阿舍勒铜矿充填自动化控制系统应用", 《中国矿业》 * |
吴爱祥等: "中国膏体技术发展现状与趋势", 《工程科学学报》 * |
张永硕等: "煤矿膏体充填站可拆卸模块化设计研究", 《第27 届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第8 届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集》 * |
郑伯坤等: "模块集成充填技术", 《矿业研究与开发》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110185492A (zh) * | 2019-07-07 | 2019-08-30 | 长沙智能控制系统有限公司 | 一种移动分布式井下胶结充填方法及系统 |
CN110487840A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-22 | 北京科技大学 | 一种膏体固化过程表征方法 |
CN112402368A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-02-26 | 马梅伍 | 一种口腔粘膜保护膏及其制造设备 |
CN113359653A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-09-07 | 山东黄金矿业科技有限公司充填工程实验室分公司 | 基于云平台大数据融合的智慧充填控制系统 |
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Publication number | Publication date |
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