CN109853652B

CN109853652B - 一种矿山尾矿库水力取砂平台

Info

Publication number: CN109853652B
Application number: CN201910078616.3A
Authority: CN
Inventors: 戴兵; 赵国彦; 刘永; 吴攀; 汪宏
Original assignee: Central South University; University of South China
Current assignee: Central South University; University of South China
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: CN109853652A

Abstract

本发明公开了一种矿山尾矿库水力取砂平台，所述水力取砂平台由浮力平台、高压泵、水枪、水枪固定套环、水枪固定扣环、取砂泵、固定导向桩、仪表操作台、手动起重葫芦和固定支架等组成。当在尾矿库中取砂时，浮力平台上高压泵启动，形成高压力水射流，经水枪上布置的圆形钻孔喷出，冲击并松动尾矿库中作业面的尾砂，尾砂由取砂泵的吸砂口吸入，从取砂泵的出砂口流出，输送至预定位置，从而实现尾矿库取砂。本发明具有制作简单、生产效率高、取砂能力大、成本低的特点，适用于多数矿山湿排尾矿库(池)的资源再利用及其他场地水力取砂。

Description

一种矿山尾矿库水力取砂平台

技术领域

本发明涉及一种矿山尾矿库水力取砂平台。此取砂平台主要适用于多数矿山湿排尾矿库(池)的资源再利用及其他场合用砂，尤其适用于尾矿沉积时间较长、初步固化的金属矿山尾矿库取砂。

背景技术

随着绿色矿山建设、绿色开采等概念的提出，矿山尾矿库尾砂的资源综合利用得到了普遍重视。目前，尾矿库尾砂的回采作业方式通常有干采、船采二种。干采法是采用挖掘机等机械设备分区自上而下逐层回采干滩区的尾矿，然后再利用汽车等机械进行尾砂输送的采砂方法。船采法则是借助采砂船在规定水域依靠采砂船上的水力斗链挖掘、提升、滤水完成采砂的一种方法。通常干采法和船采法因受投资大、回采效率低、成本高、适用能力差等影响难以满足矿山企业采砂或临时性采砂的要求。因此，寻找一种高效低成本、投资少、方便实用、机动灵活的采砂方法就成为许多矿山优先考虑的课题。众所周知，尾矿库中的沉砂粒径小，内聚力低，容易水力冲散，流动性好；且尾矿库中尾砂大多是从选厂用管道直接排放，尾矿库中水砂共存，除尾砂外，仍有大量富余水。因此，充分利用尾矿库地势低且富水的特点，构建水力平台，通过高压水枪射流冲刷作业面尾矿，制成尾矿浆，再通过取砂泵和管道运输到所需位置，既保留了船采法生产能力大、机械化程度高的优点，又消除了制造大型船舶投资大带来的困难，解决了尾矿回收数量不确定、使用寿命短或重复使用可能性不大的难题，是一种尾砂库中安全、高效、低成本的好方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证尾矿库坝体安全的前提下能够提高尾砂生产能力的水力取砂平台。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水力取砂平台，所述水力取砂平台由浮力平台、高压泵、水枪、水枪固定套环、水枪固定扣环、取砂泵、固定导向桩、仪表操作台、手动起重葫芦和固定支架等组成，其中，所述浮力平台由若干个端部密封且带有注、排水阀的大直径钢管搭接而成，钢管上焊接用于布置各类设备的钢板，钢板上留设有用于安装水枪固定套环和手动起重葫芦的环形孔，浮力平台的大小通过钢管直径和钢管数量确定，浮力平台的水上高度通过钢管上注、排水阀的注排水调节；所述高压泵为普通高扬程、大流量砂泵，布置在浮力平台的外侧A，高压泵出水口接柔性软管、三通管后再连接浮力平台上B、D侧各水枪；所述水枪由一端密封、一端开路的钢管构成，钢管密封端附近均布有圆形径向钻孔，钻孔直径从上至下逐渐增大，保证下部钻孔射出的高压水柱有足够的冲击力冲散深部尾砂，制造砂浆；所述水枪固定套环为一段内径略大于水枪钢管外径的短钢管，焊接在钢板留设的环形孔中减少水枪上下移动时的磨损，所述水枪通过水枪固定套环并穿过钢板直至待取尾砂中，所述水枪固定套环的布置间距根据水枪喷射扇形范围确定，水枪固定套环上的水枪固定扣环由两个半环形构件和紧固螺丝组成，调节紧固螺丝的松紧程度可以使水枪上下移动或旋转角度。

所述取砂泵为普通砂泵，砂泵出砂口接浮力平台上柔性输砂软管，吸砂口由手动起重葫芦通过钢板面的环形孔悬吊在浮力平台中央。

所述取砂泵中设置USD型矿浆浓度计，可实时监测砂浆浓度，设置合理的浓度标准，低于此标准值时，移动取砂平台。

所述固定导向桩为焊接在浮力平台拐角位置处的钢管，钢管上固定有利用钢绳卡紧固钢绳形成的钢绳绳扣。

所述仪表操作台由金属、玻璃钢、木材等建成，布置在浮力平台上，内置高压泵、取砂泵的启动开关及常用工具、救生设备等。

所述固定支架由若干钢管焊接而成，浮力平台上B、D侧作业的两排水枪紧靠固定支架，保证水枪喷射水流时的反作用力不会使水枪变形弯曲。

所述取砂泵位于平台中央，水枪对称均布，高压泵与仪表操作台对称布置形成配重，使整个取砂平台在尾矿库中保持平衡。

所述水枪喷射扇形范围优选为120°。

当在尾矿库中取砂时，浮力平台上高压泵启动，形成高压力水射流，经水枪上布置的圆形钻孔喷出，冲击并松动尾矿库中作业面的尾砂，尾砂由取砂泵的吸砂口吸入，从取砂泵的出砂口流出，输送至预定位置，从而实现尾矿库取砂。水枪固定扣环及手动起重葫芦分别实现对水枪及取砂泵位置的调控，固定导向桩调控取砂平台方向并实现有序开采，仪表操作台控制高压水泵、取砂泵工作，并提供工人休息与安全保障等。

采用上述技术方案的水力取砂平台解决了目前尾矿库取砂干采与船采两难的困境，具有如下优越性：

1、开采效率高、生产能力大

水力取砂平台，充分利用高压水枪冲砂效果好、水力采砂能力大和管道运输效率高、生产能力大的特点，将尾砂库中尾砂采出；

2、投资省、成本低

充分利用常规成熟技术与设备，及已有型材如钢管、阀门等，自行加工与制作，投资少，效率高，单位成本低。

3、制作简单、操作方便

主要使用材料与设备为钢管、泵体、软管等，材料及设备易得，制作简单，且操作方便；

4、机械化程度高、劳动强度低

水力取砂平台全部采用电动或机械进行操控，无需人力手工移动泵或进行采砂作业，工人劳动强度低。

5、作业安全性好

水力取砂平台高度可依据大直径钢管上放、排水阀门调节；平台上有固定导向桩，用于控制水力取砂平台方向与位置不受风力及水浪影响，作业安全。

附图说明

图1为本发明水力取砂平台的三维示意图。

图2为本发明水力取砂平台结构示意图。

图3为取砂平台平面示意图。

图4为水枪整体放大示意图。

图5为水枪俯视图。

图6为水枪固定扣环示意图。

图中：1-浮力平台，2-高压泵，3-水枪，4-水枪固定套环，5-水枪固定扣环，6-取砂泵，7-固定导向桩，8-操作台，9-注、排水阀，10-固定支架，11-圆形径向钻孔，12-半环形构件，13-紧固螺丝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

如图1-图6所示，水力取砂平台由浮力平台1、高压泵2、水枪3、水枪固定套环4、水枪固定扣环5、取砂泵6、固定导向桩7、仪表操作台8、手动起重葫芦和固定支架10等组成。

其中，浮力平台1由四根直径Φ0.5～2.0m且端部带有注、排水阀9的密封大直径钢管环形搭接而成，钢管上焊接用于布置各类设备的钢板，钢板上留设有用于安装水枪固定套环4和手动起重葫芦的环形孔，浮力平台1的大小通过钢管直径和钢管数量确定，根据需要可增加或减少钢管数量以及环形孔的数量，浮力平台的水上高度通过钢管上注、排水阀9的注排水调节。

高压泵2为普通高扬程、大流量砂泵，布置在浮力平台1的外侧A，避免因水力取砂平台工作时，水枪造浆导致水体含砂量过高导致水枪堵塞影响造浆效果。高压泵2出水口接柔性软管、三通管后再连接浮力平台1上B、D侧各水枪3，生产时根据取砂推进方向选择将高压泵2与B、D侧软管联接。

水枪3由一端密封、一端开路的钢管构成，钢管密封端附近均布有圆形径向钻孔11，钻孔直径从上至下逐渐增大，保证下部钻孔射出的高压水射流有足够的冲击力冲散深部尾砂，制造砂浆。

水枪3通过水枪固定套环4穿插于钢板面中，水枪固定套环4为一段内径略大于水枪钢管外径的短钢管，焊接在钢板留设的环形孔中减少水枪上下移动时的磨损。水枪固定套环4的布置间距根据水枪喷射扇形范围确定，水枪固定套环4上的水枪固定扣环5由两个半环形构件12和紧固螺丝13组成，调节紧固螺丝13的松紧程度可以使水枪上下移动或旋转角度从而冲刷不同位置的尾砂。

取砂泵6为普通砂泵，取砂泵出砂口接浮力平台1上柔性输砂软管，吸砂口由手动起重葫芦通过钢板面的环形孔悬吊在浮力平台1中央。

取砂泵6中设置USD型矿浆浓度计，可实时监测砂浆浓度，设置合理的浓度标准，低于此标准值时，移动取砂平台。

固定导向桩7为焊接在浮力平台1拐角位置处的钢管，钢管上固定有利用钢绳卡紧固钢绳形成的钢绳绳扣。

仪表操作台8由金属、玻璃钢、木材等建成，布置在浮力平台1上，内置高压泵、取砂泵的启动开关及常用工具、救生设备等。

固定支架10由若干钢管焊接而成，浮力平台1上B、D侧作业的两排水枪3紧靠固定支架10，保证水枪3喷射水流时的反作用力不会使水枪变形弯曲。

取砂泵6位于平台中央，水枪3对称均布，高压泵2与仪表操作台8形成对称配重，使整个取砂平台在尾矿库中保持平衡。

水枪3喷射扇形范围优选为120°。

当在尾矿库中取砂时，浮力平台上高压泵2启动，形成高压力水射流，经水枪3上布置的圆形钻孔喷出，冲击并松动尾矿库中作业面的尾砂，尾砂由取砂泵6的吸砂口吸入，从取砂泵6的出砂口流出，输送至预定位置，从而实现尾矿库取砂。其中水枪固定扣环5及手动起重葫芦分别实现对水枪3及取砂泵6位置的调控，固定导向桩7调控取砂平台方向并实现有序开采，仪表操作台8控制高压水泵、取砂泵工作，并提供工人休息与安全保障等。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种矿山尾矿库水力取砂平台，其特征在于：所述水力取砂平台由浮力平台、高压泵、水枪、水枪固定套环、水枪固定扣环、取砂泵、固定导向桩、仪表操作台、手动起重葫芦和固定支架组成，其中，所述浮力平台由若干个端部密封且带有注、排水阀的大直径钢管搭接而成，钢管上焊接用于布置各类设备的钢板，钢板上留设有用于安装水枪固定套环和手动起重葫芦的环形孔，浮力平台的大小通过钢管直径和钢管数量确定，浮力平台的水上高度通过钢管上注、排水阀的注排水调节；所述高压泵为普通高扬程、大流量砂泵，布置在浮力平台的外侧A，高压泵出水口接柔性软管、三通管后再连接浮力平台上B、D侧各水枪；所述水枪由一端密封、一端开路的钢管构成，钢管密封端附近均布有圆形径向钻孔，钻孔孔径从上至下逐渐增大，保证下部钻孔射出的高压水射流有足够的冲击力冲散深部尾砂，制造砂浆；所述水枪固定套环为一段内径略大于水枪钢管外径的短钢管，焊接在钢板留设的环形孔中以减少水枪上下移动时的磨损，所述水枪通过水枪固定套环并穿过钢板直至待取尾砂中，所述水枪固定套环的布置间距根据水枪喷射扇形范围确定，水枪固定套环上的水枪固定扣环由两个半环形构件和紧固螺丝组成，调节紧固螺丝的松紧程度可以使水枪上下移动或旋转角度。

2.根据权利要求1所述的一种矿山尾矿库水力取砂平台，其特征在于：所述取砂泵为普通砂泵，砂泵出砂口接浮力平台上柔性输砂软管，吸砂口由手动起重葫芦通过钢板面的环形孔悬吊在浮力平台中央。

3.根据权利要求2所述的一种矿山尾矿库水力取砂平台，其特征在于：所述取砂泵中设置USD型矿浆浓度计，可实时监测砂浆浓度，设置合理的浓度标准，低于此标准值时，移动取砂平台。

4.根据权利要求3所述的一种矿山尾矿库水力取砂平台，其特征在于：所述固定导向桩为焊接在浮力平台拐角位置处的钢管，钢管上固定有利用钢绳卡紧固钢绳形成的钢绳绳扣。

5.根据权利要求4所述的一种矿山尾矿库水力取砂平台，其特征在于：所述仪表操作台由金属、玻璃钢、木材建成，布置在浮力平台上，内置高压泵、取砂泵的启动开关及常用工具、救生设备。

6.根据权利要求5所述的一种矿山尾矿库水力取砂平台，其特征在于：所述固定支架由若干钢管焊接而成，浮力平台上B、D侧作业的两排水枪紧靠固定支架，保证水枪喷射水流时的反作用力不会使水枪变形弯曲。

7.根据权利要求6所述的一种矿山尾矿库水力取砂平台，其特征在于：所述取砂泵位于取砂平台中央，水枪对称均布，高压泵与仪表操作台对称布置形成配重，使整个取砂平台在尾矿库中保持平衡。

8.根据权利要求7所述的一种矿山尾矿库水力取砂平台，其特征在于：所述水枪喷射扇形范围优选为120°。