CN111322108A - 脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统 - Google Patents
脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111322108A CN111322108A CN202010163818.0A CN202010163818A CN111322108A CN 111322108 A CN111322108 A CN 111322108A CN 202010163818 A CN202010163818 A CN 202010163818A CN 111322108 A CN111322108 A CN 111322108A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metering
- feeding
- filling
- scale
- cementing agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000011049 filling Methods 0.000 title claims abstract description 141
- 238000005429 filling process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 82
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 59
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 69
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 14
- 239000013072 incoming material Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 17
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
- E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Abstract
本发明提供了一种脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统。所述充填系统由给料及计量子系统、搅拌制备子系统、料浆输送充填子系统和自动控制系统构成；所述给料及计量子系统包括脱水尾砂给料及计量系统、调浓水给料及计量系统和胶结剂给料及计量系统。所述充填工艺，实现了提前备料、精准计量、强制活化周期制备‑储料调偏连续出料两段式搅拌，该发明能够准确控制充填物料配合比和充填料浆质量浓度，制备高浓度似均质稳态结构流充填料浆，控制充填料浆制备质量和充填成本。该发明对采充不均衡矿山具有较强适应性，能用于机械等脱水尾砂和尾矿库取砂等为骨料的矿山，建设投资省和周期短，适用于各种规模矿山充填建站。
Description
技术领域
本发明涉及矿山充填技术领域，尤其涉及一种脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统。
背景技术
尾砂充填既可以提高资源利用率，防止地表塌陷，又可减少固体废料向地表的排放，是充分利用尾矿资源，实现节地、节能、环保、废物利用的有效途径，因此地下矿山大部分采用尾砂充填方式。
尾砂充填系统主要由进料端(即进料端对物料添加量进行控制)、搅拌机设备、测量管(搅拌设备后端安装测量管并伸入到井下采空区)等部分构成；进入搅拌机物料有三种：水(调节浓度用)、尾砂料浆、水泥。
目前采用的技术主要是：直接将相应的物料通过各自管路直接与搅拌机端部相连，在相应管路上分别安装计量装置、调节装置，计量后相应物料直接放入搅拌机中进行搅拌均匀，三种物料的添加量均由进料端控制与调节。料浆搅拌均匀后通过测量管下至井下采空区，为了检测充填浓度，通常在测量管上安装浓度计。搅拌设备通常采用两段搅拌机进行搅拌，第一段采用双轴叶片式搅拌机(卧式)，第二段采用双轴双螺旋搅拌机(卧式)，搅拌均匀后通过井下管网自流至采空区或泵送进入井下采空区。
在线流量式(管道流量计、皮带核子秤等)计量和浓度监测，受物料化学性质变化、给料稳定性的影响大，不能精确计量并控制充填物料的配合比和充填料浆的质量浓度。由于连续性出料搅拌制备均化时间短、质量差的缺点，致使给料计量不稳定造成的瞬态误差不能调节，造成充填料浆的灰砂比和质量浓度波动大。料浆间断制备设备不能连续出料，不能实现料浆连续输送，会造成不满管流输送，管道磨损快；也会在输送管道内形成空气间隔段，引起爆管、堵管等事故。仓式尾砂浓密机，底流浓度受限，放砂浓度波动大，难以制备稳态的高浓度充填料浆。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统。所述脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统由给料及计量子系统、搅拌制备子系统、料浆输送充填子系统和自动控制系统构成；所述给料及计量子系统包括脱水尾砂给料及计量系统、调浓水给料及计量系统和胶结剂给料及计量系统；
所述脱水尾砂给料及计量系统由骨料储存斗、斗式计量秤以及转载设备组成；
所述骨料储存斗下设第一给料设备，通过所述第一给料设备将所述脱水尾砂输送至所述斗式计量秤中进行配料值的计量；所述斗式计量秤下设第二给料设备，通过所述第二给料设备将所述斗式计量秤中计量结束的所述脱水尾砂卸料给所述转载设备；
所述调浓水给料及计量系统采用斗式水秤进行计量；
所述胶结剂给料及计量系统包括胶结剂仓、设置于所述胶结剂仓仓底的螺旋给料机以及胶结剂斗式计量秤；
所述搅拌制备子系统由双卧轴搅拌机和立式搅拌桶组成；
为了保证所述脱水尾砂的给料流量、所述胶结剂的来料流速、所述调浓水量以及所述充填料浆的流量，实现所述充填料浆的制备和输送，设置有所述自动控制系统，以对所述充填系统的设定运行参数进行检测和调节。
优选的，所述骨料储存斗内置有螺旋破拱装置、外置有振动电机辅助破拱装置；
通过所述自动控制系统，所述螺旋破拱装置和所述振动电机辅助破拱装置根据所述第一给料设备给料流量设定值自动启停。
优选的，所述第一给料设备包含但不限于为皮带、振动给料机中的一种；所述转载设备包含但不限于为斗式提升机、皮带输送机中的一种。
优选的，所述斗式计量秤采用静态斗式计量秤，所述脱水尾砂给料及计量系统设置补扣秤功能进行循环调偏，根据卸料情况，确定下一循环计量的补扣秤重量。
优选的，所述胶结剂仓的仓体锥部设置有气嘴破拱装置；通过所述自动控制系统，当所述胶结剂斗式计量秤预定时段连续来料流速小于等于来料流速设定值时，所述气嘴破拱装置自动喷吹一次，消除结拱以维持给料速度。
优选的，所述立式搅拌桶容积大于等于2倍的所述双卧轴搅拌机的搅拌量和3min充填料浆流量的最大值；所述立式搅拌桶的底部或桶侧还设置有可调节充填料浆卸料口，用于调节控制充填料浆的充填流量。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种采用上述脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统进行的充填工艺，包括如下步骤：
S1、充填物料给料：
S11、脱水尾砂给料及计量：将所述脱水尾砂上料至所述骨料储存斗内；然后，将所述脱水尾砂通过所述第一给料设备给入所述斗式计量秤内；接着，采用所述斗式计量秤进行脱水尾砂预定配料值的计量，并将计量好的所述脱水尾砂给入所述转载设备中，进入等待卸料状态；
所述斗式计量秤采用静态斗式计量秤，所述脱水尾砂给料及计量系统设置补扣秤功能进行循环调偏，根据卸料情况，确定下一循环计量的补扣秤重量；
S12、调浓水给料及计量：调浓水采用所述斗式水秤进行计量，采取粗秤管道和精秤管道两路进料，并设阀门控制开闭；调浓水粗精秤计量完毕后，进入等待制备卸料状态；
S13、胶结剂给料及计量：将胶结剂输送至所述胶结剂仓内存储，然后，通过所述螺旋给料机以预定速度运转所述胶结剂至所述胶结剂斗式计量秤内；当所述胶结剂斗式计量秤预定时段连续来料流速小于等于来料流速设定值时，所述气嘴破拱装置自动喷吹一次，消除结拱以维持给料速度；接着，采用所述胶结剂斗式计量秤进行胶结剂预定配料值的计量，计量完毕后进入等待制备卸料状态；
S2、采用两段式连续搅拌工艺进行充填料浆的制备：
S21、依次将步骤S1计量后的所述水、所述脱水尾砂和所述胶结剂按预定间隔时间卸入所述双卧轴搅拌机内，进行设定搅拌时间的第一段静态强制活化搅拌，得到初步充填料浆；
S221、所述立式搅拌桶料位高于设定高料位时，所述双卧轴搅拌机进入第一段静态强制活化搅拌卸料等待状态；
S222、所述立式搅拌桶料位低于设定高料位时，所述双卧轴搅拌机进入第一段静态强制活化搅拌卸料状态，将步骤S21强制搅拌后的所述初步充填料浆通过连接设备卸入所述立式搅拌桶中，并且同步进行第二段储料调偏均化搅拌，得到充填料浆；
S23、所述双卧轴搅拌机卸料完毕后，关闭卸料门，进入进料等待状态；所述斗式计量秤、所述斗式水秤和所述胶结剂斗式计量秤进入下一个循环的物料计量，计量完毕后进行下一个循环的充填料浆制备；
S3、所述第二段储料调偏均化搅拌过程是即时搅拌同步出料工艺，通过调控设置于所述立式搅拌桶上的所述卸料口的开度，来调控所述充填料浆的设定充填流量，用以控制所述立式搅拌桶内所述充填料浆的料位始终处于所述设定高料位和设定低料位的范围内，实现连续出料；然后，将步骤S2制备的所述充填料浆在设定出料时间内输送至充填管路中进行采场不间断地连续充填。
优选的，在步骤S12中，所述粗秤管道为大直径大流量管道；所述精秤管道为小管径小流量管道；
P1、进行粗秤计量时，所述粗秤管道和所述精秤管道同时打开；
P2、达到粗秤计量设定值后，关闭所述粗秤管道，继续进料精秤计量；
P3、达到所述调浓水配料值时，再关闭所述精秤管道，计量完毕后进入等待制备卸料状态。
优选的，在步骤S11所述骨料储存斗中，还包括采用所述螺旋破拱装置和所述振动电机辅助破拱装置进行联合破拱步骤；通过所述自动控制系统，所述螺旋破拱装置和所述振动电机辅助破拱装置根据所述第一给料设备给料流量设定值自动启停。
优选的，所述螺旋给料机采用变频电机驱动，通过调整所述变频电机的频率以控制螺旋转速，用以控制所述螺旋给料机的来料流速，实现分段高低速运转粗精秤计量给料功能；粗秤计量时，所述螺旋给料机高速运转，缩短计量时间；精秤计量时，所述螺旋给料机低速运转，提高所述胶结剂斗式计量秤计量精度，计量完毕后进入等待制备卸料状态。
优选的，所述第一给料设备采用变频电机驱动，通过调整所述变频电机的频率以控制运转转速，用以控制所述第一给料设备的给料流量，实现粗精秤计量功能；粗秤时为缩短计量时间，所述第一给料设备设置为高速运转；精秤时为精准计量，所述第一给料设备设置为低速运转，计量完毕后进入等待制备卸料状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的脱水尾砂精准配料强制均化结构流充填工艺，实现了提前备料、精准计量、强制活化周期制备-储料调偏连续出料两段式搅拌，能够准确控制充填物料配合比和充填料浆质量浓度，制备出了高浓度似均质稳态结构流充填料浆，能控制充填料浆制备质量和充填成本。
2、本发明提供的脱水尾砂精准配料强制均化结构流充填工艺，脱水尾砂制备充填料浆解决了砂仓和仓式浓密机沉砂浓度限制尾砂充填料浆制备质量浓度瓶颈问题。
3、本发明提供的脱水尾砂精准配料强制均化结构流充填工艺，脱水尾砂采用静态斗式秤计量，结合粗精秤控制技术，实现了脱水尾砂的精准计量，计量偏差≤0.7％；采用粗精秤技术，胶结剂和水给料计量偏差≤1％，实现了充填物料配比和质量浓度的精准控制，能够有效控制充填质量和成本。
4、本发明提供的脱水尾砂精准配料强制均化结构流充填工艺，骨料储存斗采用内置叶片式螺旋破拱装置和外置振动电机联合破拱技术，实现了连续均衡给料；解决了脱水尾砂储料斗容积利用率低，给料不畅，给料难的技术问题。
5、本发明提供的脱水尾砂精准配料强制均化结构流充填工艺，采用静态计量，结合强制活化周期制备-储料调偏连续出料两段式搅拌工艺，实现间断精准计量，强制活化制备，连续出料的功能，及时调节；解决了在线流量式连续计量(如管道流量计、浓度计、皮带电子秤)稳定性差，误差大，反馈式调节大滞后的技术偏见。
6、本发明提供的脱水尾砂精准配料强制均化结构流充填工艺，脱水尾砂储料充足时，充填系统能够实现连续生产，能适应采充不均衡矿山，尾矿库取砂充填的矿山。
附图说明
图1为本发明提供的脱水尾砂精准配料强制均化结构流充填系统的结构示意图。
图2为本发明提供的脱水尾砂精准配料强制均化结构流充填工艺的流程图。
附图标记：
1、给料及计量子系统；11、脱水尾砂给料及计量系统；110、骨料储存斗；111、螺旋破拱装置；112、振动电机辅助破拱装置；113、第一给料设备；114、斗式计量秤；115、转载设备；12、调浓水给料及计量系统；13、胶结剂给料及计量系统；130、胶结剂仓；131、气嘴破拱装置；132、螺旋给料机；133、胶结剂斗式计量秤；
2、搅拌制备子系统；21、双卧轴搅拌机；22立式搅拌桶；
3、料浆输送充填子系统。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
参阅图1所示，本发明提供了一种脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统。所述脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统由给料及计量子系统1、搅拌制备子系统2、料浆输送充填子系统和自动控制系统构成；所述给料及计量子系统1包括脱水尾砂给料及计量系统11、调浓水给料及计量系统12和胶结剂给料及计量系统1；
所述脱水尾砂给料及计量系统11由骨料储存斗110、斗式计量秤114以及转载设备115组成；
所述骨料储存斗110下设第一给料设备113，通过所述第一给料设备113将所述脱水尾砂输送至所述斗式计量秤114中进行配料值的计量；所述斗式计量秤114下设第二给料设备，通过所述第二给料设备将所述斗式计量秤114中计量结束的所述脱水尾砂卸料给所述转载设备115；
所述调浓水给料及计量系统12采用斗式水秤进行计量；
所述胶结剂给料及计量系统1包括胶结剂仓130、设置于所述胶结剂仓130仓底的螺旋给料机132以及胶结剂斗式计量秤133；
所述搅拌制备子系统2由双卧轴搅拌机21和立式搅拌桶22组成；
为了保证所述脱水尾砂的给料流量、所述胶结剂的来料流速、所述调浓水量以及所述充填料浆的流量，实现所述充填料浆的制备和输送，设置有所述自动控制系统，以对所述充填系统的运行参数进行检测和调节。
进一步地，所述骨料储存斗110内置有螺旋破拱装置111、外置有振动电机辅助破拱装置112；
通过所述自动控制系统，所述螺旋破拱装置111和所述振动电机辅助破拱装置112根据所述第一给料设备11给料流量设定值自动启停。
进一步地，所述第一给料设备113包含但不限于为皮带、振动给料机中的一种；所述转载设备115包含但不限于为斗式提升机、皮带输送机中的一种。
进一步地，所述斗式计量秤114采用静态斗式计量秤，所述脱水尾砂给料及计量系统11设置补扣秤功能进行循环调偏，根据卸料情况，确定下一循环计量的补扣秤重量。
进一步地，所述胶结剂仓130的仓体锥部设置有气嘴破拱装置131；通过所述自动控制系统，当所述胶结剂斗式计量秤133预定时段连续来料流速小于等于来料流速设定值时，所述气嘴破拱装置131自动喷吹一次，消除结拱以维持给料速度。
进一步地，所述立式搅拌桶22容积大于等于2倍的所述双卧轴搅拌机21的搅拌量和3min充填料浆流量的最大值；所述立式搅拌桶22的底部或桶侧还设置有可调节充填料浆卸料口，用于调节控制充填料浆的充填流量。
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
一、工程概况及工艺流程参数
矿山采矿生产规模为15万t，年作业时间300d，矿石体重2.65t/m3，采矿日新增空区量188.68m3，按沉缩率1.05，料浆流失系数1.05计算，则日均需充填量为208m3，年需充填量为6.24万m3。
经计算并结合充填材料试验成果，主要充填工艺流程参数：流量60m3/h；充填浓度≥72％；灰砂比1:30～1:4可调。
二、充填物料
(1)脱水尾砂
由于矿体集中程度高，生产规模较小，采出空区个数少和体积小，充填的不均衡系数大，充填系统生产时间集中，为了解决选矿尾砂产出和充填尾砂需求之间的矛盾，充填系统要具备尾砂储备功能，因砂仓和浓密机要实现大量尾砂储备投资大，经尾砂脱水方案比选研究，采用陶瓷过滤机进行分级尾砂脱水，在陶瓷过滤机下设堆场，可见尾砂絮团，脱水后滤饼储备于堆场。
(2)胶结剂
根据大宗材料就地解决原则，以及宜采用低标号胶结剂，采用32.5#普通硅酸盐水泥。
(3)调浓水
矿山生产用水。
三、充填物料给料及计量
(1)脱水尾砂
选矿厂排出的尾砂浆使用渣浆泵输送至分级站(标高505m)，全尾砂浆质量浓度约26％～28％，流量约60m3/h，旋流器工作进料压力0.2MPa。经计算，尾砂料浆输送选择65ZBG-50渣浆泵，额定流量60m/h，最大清水扬程70m，尾矿输送管道DN100mm，喂料池设高低料位，渣浆泵电机根据料位自动变频控制。
全尾砂料浆进入分级站后连接旋流器进料口，采用旋流器组，旋流分级后底流产率≥60％，底流浓度≥45％。分级后底流通过管道自流至充填站脱水车间陶瓷过滤机储料槽(标高472m)，管道长度约200m，高差33m，为实现自流输送，靠旋流器侧前50m管道直径DN125，后续管道直径DN100，底流进入陶瓷过滤机，溢流自流回选矿厂。陶瓷过滤机采用TT5C-60型，过滤面积60m2，装机功率28.4kw。陶瓷过滤机过滤后的尾砂滤饼堆存于分级脱水车间底部堆场待用。
骨料储存斗内置带叶片的螺旋破拱装置，必要时储存斗仓壁外置振动电机辅助破拱，破拱装置根据给料设备给料流量设定值自动启停。
计量采用静态斗式计量秤，系统设补扣秤功能循环调偏，根据卸料情况，确定下一循环计量的补扣秤重量，提高长时累计计量精度。斗式计量秤下设给料设备，其功能是将斗式计量秤内骨料卸料给转载设备。
斗式计量秤和搅拌设备间设转载设备连接，转载设备为斗式提升机或皮带输送机等具备转载功能的装备，功能是将称量好的骨料运输到卸料等待位置，然后等待卸料指令，将骨料卸入搅拌设备。当搅拌设备上设有中间储存斗时，转载设备卸料到中间储存斗，转载设备卸料后运转到斗式计量秤受料位置，中间储料斗进入等待卸料状态。
充填时，采用装载机上料至骨料储存斗，由骨料储存斗下皮带给料机给料到斗式计量秤，称量达到配料值后进入转载卸料等待状态，转载设备到达受料位后斗式计量秤下的给料设备自动启动，向转载设备卸料，卸料完毕后斗式计量秤下的给料设备自动停止卸料，同时斗式计量秤进入下一循环计量，转载设备运转至等待卸料位置，转载设备进入等待制备卸料状态。
作为本方案的进一步优选，尾砂使用装载机上料，采用ZL50装载机装卸尾砂，在脱水车间底部堆场铲装尾砂至充填站配料机，配料机容积10m3，配料仓设破拱螺旋和振动破拱双作用装置。
配料机内尾砂通过配料皮带给入斗式计量秤，配料皮带宽800mm，为实现尾砂精准计量，皮带配变频电机驱动，设粗精秤功能，粗秤时为缩短计量时间，皮带设置为高频50HZ高速运转；精秤时为精准计量，皮带设置为低频10HZ低速运转。斗式计量秤内尾砂计量达到配料量时，进入等待状态，待斗式提升机下放至受料位置，由斗式计量秤皮带给入斗式提升机料斗，斗式提升机型号为HZS120.2，提升电机设变频启停，尾砂通过斗式提升机提升至搅拌楼计量层等待卸料指令。
(2)胶结剂
胶结剂采用水泥仓储存，配连接散装粉体罐车的卸料吹灰管；水泥仓仓顶设除尘器，安全阀；仓底设卸料阀门和螺旋给料机。胶结剂由散装粉体罐车运至充填站，由吹灰管输送至水泥仓内，卸料时开启仓顶除尘器，卸料完毕密封吹灰管，关闭除尘器。
仓体锥部设气嘴破拱装置，当胶结剂斗式计量秤某时段连续来料流速≤设定值时，气嘴自动喷吹一次消除结拱以维持给料速度。
螺旋给料机具备分段高低速运转粗精秤给料功能，粗秤时高速运转，缩短计量时间；精秤时低速运转，提高单斗计量精度。
充填时，打开仓底阀门，胶结剂经仓底的螺旋给料机输送至水泥计量称，称量达到配料值后进入等待制备卸料状态。
作为本方案的进一步优选，水泥仓容积为100t，水泥仓采用钢结构，直径Φ＝3m，水泥仓顶设置人行检查孔、连续料位计及脉冲反吹袋式除尘器。
水泥给料使用LSY273单管螺旋给料机，螺旋体外壳直径27mm，输送距离约8m，设备功率11kw，水泥计量使用0.8m3斗式计量水泥称。
充填时，打开水泥仓底部螺旋闸门，启动单管螺旋给料机，向水泥秤输送水泥至配料量，卸料时打开水泥秤下气动蝶阀和振打器，水泥自流至搅拌槽。
(3)调浓水
充填用水引自高位水池，仓容600m3。高位水池水自流至搅拌站，长度约400m，高差50m，管道直径DN150。调浓水采用1.2m3水秤计量，进料时打开水秤下部蝶阀将水添加至搅拌槽。水秤进料管设置粗精秤两路，粗秤管道直径为DN100，气动蝶阀控制管道开关；精秤管道直径为DN25，气动角座阀控制管道开关。水秤计量开始时，粗秤管道和精秤管道同时打开，达到粗秤值后，关闭粗秤管道，进入精秤阶段，达到配料量时，关闭精秤管道阀门，进入等待状态。由于充填给水管道长，高差大，在粗秤管道蝶阀控制器上设出气节流消声器，控制阀门关闭速度，防止管道产生水锤现象。
四、充填料浆搅拌制备
充填料浆制备采用两段搅拌工艺，充填时两段搅拌均连续运转，第一段强制活化搅拌，采用双卧轴强制搅拌机，采用静态强制活化搅拌技术，消除尾砂和胶结剂干粉絮团实现均化；第二段储料均化搅拌，采用立式搅拌桶，储料功能是为减小因尾砂结拱和黏粘等因素导致的单循环配料计量和卸料不净误差，同时也能进一步的均化料浆，提高充填料浆制备质量，实现充填系统料浆连续出料。
立式搅拌桶容积大于等于2倍的第一段搅拌量和3min充填料浆流量的最大值，充填料浆卸料口位于底部或桶侧，卸料口设可调节开度的卸料阀门，用于调节控制充填流量，用以控制所述立式搅拌桶内所述充填料浆的料位始终处于设定高料位和设定低料位的范围内，实现连续出料的功能。
骨料、胶结剂和水等充填物料计量完毕，全部进入等待制备卸料状态后，按照水、骨料、胶结剂顺序开始卸入强制活化搅拌机内。首先卸入水，在强制活化搅拌机内形成水幕以达到抑尘目的；泄水开始一段时间后(间隔时间以形成的水幕能够明显抑尘为判断依据，根据试验观测调节)开始骨料和胶结卸料，全部卸料完成后进入搅拌制备计时，骨料斗式计量秤、胶结剂斗式计量秤和水斗式计量秤进入下一个循环的计量。为确保搅拌均化时间，强制活化搅拌时间设置从全部卸料完毕时开始计时，以制备的料浆内无脱水尾砂团和胶结剂干粉絮团为判断指标，搅拌到设定时间后，进入第一段搅拌卸料等待状态。
当第二段立式搅拌桶料位高于设定高料位时，第一段强制活化搅拌机进入等待料浆卸料状态，充填物料仍处于等待制备卸料状态。当第二段储料均化搅拌的立式搅拌桶料位低于设定低料位时，既能够容纳第一段搅拌卸入的料浆量，第一段强制活化搅拌机进入卸料状态，卸料完毕后关闭卸料门，进入进料等待状态，当下一循环的充填物料计量并全部进入等待制备卸料状态后按前述卸料顺序卸料并制备充填料浆，开始下一制备循环。
作为本方案的进一步优选，第一段强制搅拌，采用JS2000双卧轴强制搅拌机，进料容积3m3，出料容积2m3，循环时间≤2min，全物料卸料后搅拌时间≥45s，生产能力≥60m3/h。在水秤和搅拌机之间配加压管道泵，强化水雾化和增强水冲洗效果。设振动除尘器收尘，通过管道与斗式水泥秤和搅拌机连接，每个制备循环卸料开始时，除尘器开启，卸料完毕后停止工作。
第二段储料均化搅拌，采用φ2000×2100立式高浓度搅拌桶，有效容积5m3，配双层叶片式搅拌轴，叶片直径1000mm，转速100r/min，桶侧出料，出料口直径φ200mm，配电动夹管阀，调节搅拌桶出料流量，从而控制泵斗液位。搅拌桶配超声波连续液位计和电极式杆状高液位计，监测搅拌桶内料位，反馈控制第一段搅拌机卸料门开动作。
五、充填料浆输送
根据充填系统设计生产能力和运行工况，充填管路长度约1.2km，高差-20m，料浆输送选用一台HBT8018C-5混凝土拖泵，输送压力(低压/高压)10/18MPa，输送流量(低压/高压)87/55m3。
拖泵泵斗体积为2m3，在泵斗内设料位计，通过料位反馈控制搅拌桶调节阀的开度，同时协调控制拖泵输送流量以保持控制泵斗内料位。在充填泵料斗内设隔筛，防止大块、异物进入充填管路系统造成堵管。
在拖泵油缸设置泵压监控传感器，泵压超限时停泵并将料浆制备流程置于暂停状态，控制系统发出报警，等待处置后再恢复。
综上所述，本发明提供了脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统。所述充填系统由给料及计量子系统、搅拌制备子系统、料浆输送充填子系统和自动控制系统构成；所述给料及计量子系统包括脱水尾砂给料及计量系统、调浓水给料及计量系统和胶结剂给料及计量系统。所述充填工艺，实现了提前备料、精准计量、强制活化周期制备-储料调偏连续出料两段式搅拌，该发明技术能够准确控制充填物料配合比和充填料浆质量浓度，制备高浓度似均质稳态结构流充填料浆，控制充填料浆制备质量和充填成本。发明技术对采充不均衡矿山具有较强适应性，能用于机械等脱水尾砂和尾矿库取砂等为骨料的矿山，建设投资省和周期短，适用于各种规模矿山充填建站。
最后应说明的是：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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实施例技术方案。
Claims (10)
1.一种脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统，其特征在于：所述脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统由给料及计量子系统(1)、搅拌制备子系统(2)、料浆输送充填子系统(3)和自动控制系统构成；所述给料及计量子系统(1)包括脱水尾砂给料及计量系统(11)、调浓水给料及计量系统(12)和胶结剂给料及计量系统(13)；
所述脱水尾砂给料及计量系统(11)由骨料储存斗(110)、斗式计量秤(114)以及转载设备(115)组成；
所述骨料储存斗(110)下设第一给料设备(113)，通过所述第一给料设备(113)将所述脱水尾砂输送至所述斗式计量秤(114)中进行配料值的计量；所述斗式计量秤(114)下设第二给料设备，通过所述第二给料设备将所述斗式计量秤(114)中计量结束的所述脱水尾砂卸料给所述转载设备(115)；
所述调浓水给料及计量系统(12)采用斗式水秤进行计量；
所述胶结剂给料及计量系统(13)包括胶结剂仓(130)、设置于所述胶结剂仓(130)仓底的螺旋给料机(132)以及胶结剂斗式计量秤(133)；
所述搅拌制备子系统(2)由双卧轴搅拌机(21)和立式搅拌桶(22)组成；
所述自动控制系统控制所述斗式计量秤(114)、所述斗式水秤、所述胶结剂斗式计量秤(133)，并对所述充填系统的设定运行参数进行控制和调节。
2.根据权利要求1所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统，其特征在于：所述骨料储存斗(110)内置有螺旋破拱装置(111)、外置有振动电机辅助破拱装置(112)；
通过所述自动控制系统，所述螺旋破拱装置(111)和所述振动电机辅助破拱装置(112)根据所述第一给料设备(113)给料流量设定值自动启停。
3.根据权利要求2所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统，其特征在于：所述第一给料设备(113)包含但不限于为皮带、振动给料机中的一种；所述转载设备(115)包含但不限于为斗式提升机、皮带输送机中的一种。
4.根据权利要求1所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统，其特征在于：所述斗式计量秤(114)采用静态斗式计量秤，所述脱水尾砂给料及计量系统(11)设置补扣秤功能进行循环调偏，根据卸料情况，确定下一循环计量的补扣秤重量。
5.根据权利要求1所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统，其特征在于：所述胶结剂仓(130)的仓体锥部设置有气嘴破拱装置(131)；通过所述自动控制系统，当所述胶结剂斗式计量秤(133)预定时段连续来料流速小于等于来料流速设定值时，所述气嘴破拱装置(131)自动喷吹一次，消除结拱以维持给料速度。
6.根据权利要求1所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统，其特征在于：所述立式搅拌桶(22)容积大于等于2倍的所述双卧轴搅拌机(21)的搅拌量和3min充填料浆流量的最大值；
所述立式搅拌桶(22)的底部或桶侧设置有可调节充填料浆流量的卸料口，用于调节控制充填料浆的充填流量。
7.一种采用权利要求1-6任一项权利要求所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统进行脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、充填物料给料：
S11、脱水尾砂给料及计量：将所述脱水尾砂上料至所述骨料储存斗(110)内；然后，将所述脱水尾砂通过所述第一给料设备(113)给入所述斗式计量秤(114)内；接着，采用所述斗式计量秤(114)进行脱水尾砂预定配料值的计量，并将计量好的所述脱水尾砂给入所述转载设备(115)中，进入等待卸料状态；
所述斗式计量秤(114)采用静态斗式计量秤，所述脱水尾砂给料及计量系统(11)设置补扣秤功能进行循环调偏，根据卸料情况，确定下一循环计量的补扣秤重量；
所述骨料储存斗(110)中，还包括采用所述螺旋破拱装置(111)和所述振动电机辅助破拱装置(112)进行联合破拱步骤；通过所述自动控制系统，所述螺旋破拱装置(111)和所述振动电机辅助破拱装置(112)根据所述第一给料设备(113)给料流量设定值自动启停；
S12、调浓水给料及计量：调浓水采用所述斗式水秤进行计量，采取粗秤管道和精秤管道两路进料，并设阀门控制开闭；调浓水粗精秤计量完毕后，进入等待制备卸料状态；
S13、胶结剂给料及计量：将胶结剂输送至所述胶结剂仓(130)内存储，然后，通过所述螺旋给料机(132)以预定速度运转所述胶结剂至所述胶结剂斗式计量秤(133)内；接着，采用所述胶结剂斗式计量秤(133)进行胶结剂预定配料值的计量，计量完毕后进入等待制备卸料状态；
S2、采用两段式连续搅拌工艺进行充填料浆的制备：
S21、依次将步骤S1计量后的所述水、所述脱水尾砂和所述胶结剂按预定间隔时间卸入所述双卧轴搅拌机(21)内，进行设定搅拌时间的第一段静态强制活化搅拌，得到初步充填料浆；
S221、所述立式搅拌桶(22)料位高于设定高料位时，所述双卧轴搅拌机(21)进入第一段静态强制活化搅拌卸料等待状态；
S222、所述立式搅拌桶(22)料位低于设定高料位时，所述双卧轴搅拌机(21)进入第一段静态强制活化搅拌卸料状态，将步骤S21强制搅拌后的所述初步充填料浆通过连接设备卸入所述立式搅拌桶(22)中，并且同步进行第二段储料调偏均化搅拌，得到充填料浆；
S23、所述双卧轴搅拌机(21)卸料完毕后，关闭卸料门，进入进料等待状态；所述斗式计量秤(114)、所述斗式水秤和所述胶结剂斗式计量秤(133)进入下一个循环的物料计量，计量完毕后进行下一个循环的充填料浆制备；
S3、通过调控设置于所述立式搅拌桶(22)上的所述卸料口的开度，来调控所述充填料浆的设定充填流量，用以控制所述立式搅拌桶(22)内充填料浆料位始终处于所述设定高料位和设定低料位的范围内，实现连续出料；然后，将步骤S2制备的所述充填料浆在设定出料时间内输送至充填管路中进行采场不间断地连续充填。
8.根据权利要求7所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺，其特征在于：在步骤S12中，所述粗秤管道为大直径大流量管道；所述精秤管道为小管径小流量管道；
所述调浓水粗精秤计量的过程，具体为：
P1、进行粗秤计量时，所述粗秤管道和所述精秤管道同时打开；
P2、达到粗秤计量设定值后，关闭所述粗秤管道，继续进料精秤计量；
P3、达到所述调浓水配料值时，再关闭所述精秤管道，计量完毕后进入等待制备卸料状态。
9.根据权利要求7所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺，其特征在于：所述螺旋给料机(132)采用变频电机驱动，通过调整所述变频电机的频率以控制螺旋转速，用以控制所述螺旋给料机(132)的来料流速，实现分段高低速运转粗精秤计量给料功能；粗秤计量时，所述螺旋给料机(132)高速运转，缩短计量时间；精秤计量时，所述螺旋给料机(132)低速运转，提高所述胶结剂斗式计量秤(133)计量精度，计量完毕后进入等待制备卸料状态。
10.根据权利要求7所述的脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺，其特征在于：所述第一给料设备(113)采用变频电机驱动，通过调整所述变频电机的频率以控制运转转速，用以控制所述第一给料设备(113)的给料流量，实现粗精秤计量功能；粗秤计量时，所述第一给料设备(113)设置为高速运转；精秤计量时，所述第一给料设备(113)设置为低速运转，计量完毕后进入等待制备卸料状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010163818.0A CN111322108A (zh) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | 脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010163818.0A CN111322108A (zh) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | 脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111322108A true CN111322108A (zh) | 2020-06-23 |
Family
ID=71167456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010163818.0A Pending CN111322108A (zh) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | 脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111322108A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112026010A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-12-04 | 山东科技大学 | 一种模块化制浆充填站的安装及制浆方法 |
| CN113027520A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-25 | 福建兴万祥建设集团有限公司 | 一种矿山尾砂充填系统及其充填方法 |
| CN114455215A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-10 | 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 | 一种泥浆调理剂精准添加系统 |
| CN115291507A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-11-04 | 兰州理工大学 | 一种矿山充填料浆浓度滑模控制方法及系统 |
-
2020
- 2020-03-10 CN CN202010163818.0A patent/CN111322108A/zh active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112026010A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-12-04 | 山东科技大学 | 一种模块化制浆充填站的安装及制浆方法 |
| CN113027520A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-25 | 福建兴万祥建设集团有限公司 | 一种矿山尾砂充填系统及其充填方法 |
| CN113027520B (zh) * | 2021-03-12 | 2023-08-11 | 福建兴万祥建设集团有限公司 | 一种矿山尾砂充填系统及其充填方法 |
| CN115291507A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-11-04 | 兰州理工大学 | 一种矿山充填料浆浓度滑模控制方法及系统 |
| CN114455215A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-10 | 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 | 一种泥浆调理剂精准添加系统 |
| CN114455215B (zh) * | 2022-02-16 | 2023-07-04 | 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 | 一种泥浆调理剂精准添加系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111322108A (zh) | 脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺及充填系统 | |
| CN105834012B (zh) | 全粒级尾砂胶结充填料浆连续制备系统及其制备工艺 | |
| CN112814732B (zh) | 一种废石与尾砂混合料浆制备与泵送充填装置 | |
| CN206011458U (zh) | 一种粉煤灰水泥浆料的制备装置 | |
| CN204819939U (zh) | 一种间歇式制备充填料浆的搅拌机 | |
| CN203210530U (zh) | 全密闭自动计量水泥浆搅拌系统 | |
| CN110030032B (zh) | 尾砂料浆分流部分脱水调控充填料浆制备浓度的方法 | |
| CN111775337A (zh) | 一种适于矿山充填系统的组合式拖运干料精准输送充填站 | |
| CN105922438A (zh) | 一种混凝土一体化生产系统 | |
| CN106939796A (zh) | 利用风化山砂制备充填料浆充填井下采空区的方法及系统 | |
| CN205704731U (zh) | 一种多搅拌罐式混凝土生产装置 | |
| CN111852552A (zh) | 充填料浆制备系统及其制备方法 | |
| CN205628313U (zh) | 全粒级尾砂胶结充填料浆连续制备系统 | |
| CN111691915A (zh) | 一种适于地下矿山充填的组合式充填站 | |
| CN201763388U (zh) | 泡沫砂浆制备装置 | |
| CN212105950U (zh) | 脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填系统 | |
| CN216894514U (zh) | 尾砂分级重组再造浆胶结充填设备 | |
| CN114455215B (zh) | 一种泥浆调理剂精准添加系统 | |
| CN208252153U (zh) | 尾砂再造浆充填系统 | |
| CN205704666U (zh) | 一种混凝土一体化生产系统 | |
| CN205270324U (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰固化系统 | |
| CN213005910U (zh) | 一种搅拌站 | |
| CN114179227A (zh) | 尾砂分级重组再造浆胶结充填设备及其工艺 | |
| CN113202551A (zh) | 粗骨料协同尾砂浆精准制备充填系统及方法 | |
| CN212671851U (zh) | 地下矿山开采充填用的组合式充填系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |