CN110590222A - 一种低密度高强度全尾砂料浆的充填方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的低密度高强度全尾砂料浆的充填方法，（1）将选厂全尾矿浆送至充填站的浓密机中，根据浓密机的底流浓度添加絮凝剂并且絮凝沉降后形成高浓度底流砂浆；溢流清水自流至清水池，底流形成高浓度全尾砂料浆；开启仓底活化造浆装置，并在放砂过程中间歇性对高浓度全尾砂料浆进行全仓扰动。（2）将步骤（1）中浓度达标的高浓度全尾砂料浆泵送至搅拌系统内，所述搅拌系统由第一段混合搅拌和第二段活化搅拌组成；（3）将水泥和水送至步骤（2）中第一段混合搅拌内与高浓度全尾砂料浆进行充分搅拌混合，第二段活化搅拌形成质量和浓度合格的充填料浆；在步骤（3）中添加了发泡型添加剂；本发明实现了充填料浆的低密增阻输送。
Description
技术领域
本发明涉及矿山充填技术领域，更具体地说，尤其涉及一种低密度高强度全尾砂料浆的充填方法。
背景技术
深井全尾砂充填料管道输送因高差大致使管道静压大，容易出现爆管和喷管隐患。为了保证充填安全顺利输送，常用采用增加管道长度、设置增阻管、增阻圈、增阻箱、泄压池等机械调压方式，以降低管道输送压力。机械调压主要利用机械构件来增加管道输送阻力或释放压力，均需增加工程与材料消耗，设置泄压池通常需要再次搅拌，增加了设备和能耗。同时机械调压方式更多的是局部调压，无法实现全程管道降压的效果。采用深井管道全程降压，可大幅度提高整体管网输送可靠性，同时降低管道投资和运营成本。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种工艺简单、安全性高，通过在井下管道运输前添加发泡剂型添加剂、在井下管道运输末端添加消泡增强型添加剂两种改性添加剂，实现了充填料浆的低密增阻输送，消泡增强充填的低密度高强度全尾砂料浆的充填方法。
本发明采用的技术方案是：一种低密度高强度全尾砂料浆的充填方法，
（1）将选厂全尾矿浆送至充填站的浓密机中，根据浓密机的底流浓度添加絮凝剂并且絮凝沉降后形成高浓度底流砂浆；溢流清水自流至清水池，底流形成高浓度全尾砂料浆；开启仓底活化造浆装置，并在放砂过程中间歇性对高浓度全尾砂料浆进行全仓扰动。
（2）将步骤（1）中浓度达标的高浓度全尾砂料浆泵送至搅拌系统内，所述搅拌系统由第一段混合搅拌和第二段活化搅拌组成；
（3）将水泥和水送至步骤（2）中第一段混合搅拌内与高浓度全尾砂料浆进行充分搅拌混合，第二段活化搅拌形成质量和浓度合格的充填料浆；
在步骤（3）中添加了发泡型添加剂，形成了低密度全尾砂充填料浆；
（4）将步骤（3）中得到的低密度全尾砂充填料浆送至深井输送管道；深井输送管道出来的低密度全尾砂充填料浆送至搅拌机进行搅拌，搅拌过程中添加消泡增强添加剂；搅拌后消除了充值料浆中的微气泡，形成质量和浓度合格的充填料浆送至采场进行充填作业。
优选的，步骤（4）将步骤（3）中得到的低密度全尾砂充填料浆先送至搅拌机进行搅拌，搅拌后再送至深井输送管道。
优选的，步骤（3）中添加的发泡型添加剂成分为：聚羧酸减水剂120~150份，AES30~50份，工业盐25~40份，麦芽糊精20~30份，水770~830份；混合后用量为步骤（3）中水泥用量的0.01%~0.03%。
优选的，步骤（4）中添加的消泡增强型添加剂成分为：乳化硅油、工业无水硫酸钠和水；其中乳化硅油和工业无水硫酸钠的质量比为1:4，三者充分搅拌后配置成质量浓度为36%的溶液；消泡增强型添加剂的用量为步骤（3）中水泥用量的1%~3%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明针对现有技术中深井全尾砂充填料浆管道输送因高差造成管道静压大，容易出现爆管和喷管的情况，提出了在深井管道输送之前添加发泡型添加剂，促使全尾砂充填料浆吸附气体增加微气泡含量，大幅度降低全尾砂充填料浆的密度，达到深井输送管道全程静压降低的效果，实现充填料浆的减压增阻输送。
当全尾砂充填料浆运输至井下管道末端时，在井下管道末端再通过搅拌装置添加消泡增强型添加剂，消除全尾砂充填料浆中的微气泡，实现其密度恢复，并充分发挥胶凝材料的固结作用，进一步提高全尾砂充填体强度。
综上所述，本发明工艺简单、安全性高，通过在井下管道运输前添加发泡剂型添加剂、在井下管道运输末端添加消泡增强型添加剂两种改性添加剂，实现了充填料浆的低密增阻输送，消泡增强充填的目标。
具体实施方式
下面结合实施例对低密度高强度全尾砂料浆的充填方法作进一步的说明：
（1）将选厂全尾矿浆送至充填站的导流浓密机中，根据导流浓密机的底流浓度添加絮凝剂并且絮凝沉降后形成高浓度底流砂浆；溢流清水自流至清水池，底流形成高浓度全尾砂料浆；开启仓底活化造浆装置，并在放砂过程中间歇性对高浓度全尾砂料浆进行全仓扰动。
优选的，步骤（1）中采用的导流浓密机为三维叠层导流浓密机，见本公司2019年5月20日申请的发明专利（申请号201910417739.5），发明名称《一种三维多区域叠层导流浓密机》，包括上部的浓密区、下部的仓储区和底部的放砂区，所述浓密区上部设有给料井和进砂阀，所述仓储区分为三个区域，三个区域彼此独立不连通，仓储区与放砂区相连通，所述放砂区底部设有放砂阀。
其中，浓密区包括进砂管、给料井和叠层倾斜板，进砂管与给料井管道连接，叠层倾斜板安装在给料井的四周。
其中，给料井包括缓冲槽、絮凝剂添加装置、自稀释装置和螺旋渐开线导料槽，所述缓总槽安装在给料井的进口处，连接上端的进砂管，所述絮凝剂添加装置安装在缓冲槽上方，所述自稀释装置安装在给料井上部，所述螺旋渐开线导料槽安装在给料井内部。给料井还包括分料盘，分料盘安装在给料井的底部，位于进砂阀上方。
（2）将步骤（1）中浓度达标的高浓度全尾砂料浆泵送至搅拌系统内，所述搅拌系统由第一段混合搅拌和第二段活化搅拌组成；
其中，所述搅拌系统第一段混合搅拌与第二段活化搅拌均为卧式搅拌机。
（3）将水泥和水送至步骤（2）中第一段混合搅拌内与高浓度全尾砂料浆进行充分搅拌混合，第二段活化搅拌形成质量和浓度合格的充填料浆；
在步骤（3）中添加了发泡型添加剂，形成了低密度全尾砂充填料浆；
（4）将步骤（3）中得到的低密度全尾砂充填料浆送至深井输送管道；深井输送管道出来的低密度全尾砂充填料浆送至搅拌机进行搅拌，搅拌过程中添加消泡增强添加剂；搅拌后消除了充值料浆中的微气泡，形成质量和浓度合格的充填料浆送至采场进行充填作业。
其中，步骤（4）中深井输送管道末端的搅拌机为立式搅拌机；
作为进一步的改进，步骤（4）将步骤（3）中得到的低密度全尾砂充填料浆先送至搅拌机进行搅拌，搅拌后再送至深井输送管道。其中，所述搅拌机为立式多轴搅拌机。
优选的，步骤（3）中添加的发泡型添加剂成分为：聚羧酸减水剂120~150份，AES30~50份，工业盐25~40份，麦芽糊精20~30份，水770~830份；混合后用量为步骤（3）中胶凝剂用量的0.01%~0.03%。其中，胶凝剂为步骤（3）中水泥的用量。
其中，AES、麦芽糊精等材料用工业成品即可，质量标准参考国家相关标准。聚羧酸减水剂需根据尾砂特性专门配置，以下介绍聚羧酸减水剂的合成方法：
①原料
主要原料：异戊烯醇聚氧乙烯醚（工业级）、丙烯酸（工业级）、过氧化氢（分析纯）、过二硫酸铵（分析纯）、氢氧化钠。
②合成方法
常温下配制丙烯酸水溶液（A液）和过二硫酸铵水溶液（B液，作为引发剂），配好后待用。称取一定量的异戊烯醇聚氧乙烯醚和去离子水，低速搅拌并水浴加热至50～60℃，保持温度不变，直至异戊烯醇聚氧乙烯醚单体完全溶解。
按配比称取过氧化氢和过二硫酸铵，二者混合并持续搅拌0.2h，然后加入到溶解后的异戊烯醇聚氧乙烯醚单体溶液中，并开始同时逐滴滴加A液和B液，控制液体滴加时间，A液滴加时间2～2.5h，B液滴加时间3~3.5h。滴加结束后常温静置1.5～2h，然后加入氢氧化钠溶液，调节pH值至6.5～7.0。通过以上方法和步骤即可得到本发明专利所需的聚羧酸减水剂材料。
优选的，步骤（4）中添加的消泡增强型添加剂成分为：乳化硅油、工业无水硫酸钠和水；其中乳化硅油和工业无水硫酸钠的质量比为1:4，三者充分搅拌后配置成质量浓度为36%的溶液；消泡增强型添加剂的用量为步骤（3）中胶凝剂用量的1%~3%。胶凝剂为步骤（3）中水泥的用量。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明针对现有技术中深井全尾砂充填料浆管道输送因高差造成管道静压大，容易出现爆管和喷管的情况，提出了在深井管道输送之前添加发泡型添加剂，促使全尾砂充填料浆吸附气体增加微气泡含量，大幅度降低全尾砂充填料浆的密度，达到深井输送管道全程静压降低的效果，实现充填料浆的减压增阻输送。
当全尾砂充填料浆运输至井下管道末端时，在井下管道末端再通过搅拌装置添加消泡增强型添加剂，消除全尾砂充填料浆中的微气泡，实现其密度恢复，并充分发挥胶凝材料的固结作用，进一步提高全尾砂充填体强度。
综上所述，本发明工艺简单、安全性高，通过在井下管道运输前添加发泡剂型添加剂、在井下管道运输末端添加消泡增强型添加剂两种改性添加剂，实现了充填料浆的低密增阻输送，消泡增强充填的目标。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种低密度高强度全尾砂料浆的充填方法，
（1）将选厂全尾矿浆送至充填站的浓密机中，根据浓密机的底流浓度添加絮凝剂并且絮凝沉降后形成高浓度底流砂浆；溢流清水自流至清水池，底流形成高浓度全尾砂料浆；开启仓底活化造浆装置，并在放砂过程中间歇性对高浓度全尾砂料浆进行全仓扰动；
（2）将步骤（1）中浓度达标的高浓度全尾砂料浆泵送至搅拌系统内，所述搅拌系统由第一段混合搅拌和第二段活化搅拌组成；
（3）将水泥和水送至步骤（2）中第一段混合搅拌内与高浓度全尾砂料浆进行充分搅拌混合，第二段活化搅拌形成质量和浓度合格的充填料浆；
其特征在于：在步骤（3）中添加了发泡型添加剂，形成了低密度全尾砂充填料浆；
（4）将步骤（3）中得到的低密度全尾砂充填料浆送至深井输送管道；深井输送管道出来的低密度全尾砂充填料浆送至搅拌机进行搅拌，搅拌过程中添加消泡增强添加剂；搅拌后消除了充值料浆中的微气泡，形成质量和浓度合格的充填料浆送至采场进行充填作业。
2.根据权利要求1所述的低密度高强度全尾砂料浆的充填方法，其特征在于，步骤（4）将步骤（3）中得到的低密度全尾砂充填料浆先送至搅拌机进行搅拌，搅拌后再送至深井输送管道。
3.根据权利要求1所述的低密度高强度全尾砂料浆的充填方法，其特征在于，步骤（3）中添加的发泡型添加剂成分为：聚羧酸减水剂120~150份，AES30~50份，工业盐25~40份，麦芽糊精20~30份，水770~830份；混合后用量为步骤（3）中水泥用量的0.01%~0.03%。
4.根据权利要求1所述的低密度高强度全尾砂料浆的充填方法，其特征在于，步骤（4）中添加的消泡增强型添加剂成分为：乳化硅油、工业无水硫酸钠和水；其中乳化硅油和工业无水硫酸钠的质量比为1:4，三者充分搅拌后配置成质量浓度为36%的溶液；消泡增强型添加剂的用量为步骤（3）中水泥用量的1%~3%。
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| CN109956712A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-02 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 连续式建筑再生骨料充填煤矿采空区系统及工艺 |
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2019
- 2019-10-12 CN CN201910966178.4A patent/CN110590222A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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| CN115557727A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-01-03 | 湖南大学 | 一种矿尾砂衍生自成型材料及其应用 |
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