CN111569758A - 一种立式搅拌设备及充填料浆分级复合制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式搅拌设备及充填料浆分级复合制备方法，充填料浆分级复合制备方法，包括以下步骤：步骤1：向立式搅拌设备中加入细粒级材料、粉状胶凝材料和水，并搅拌形成料浆；步骤2：将步骤1中的料浆和粗粒级砂石骨料加入次级搅拌设备，搅拌后形成充填料浆。本发明的有益效果在于，充分利用了不同搅拌设备的结构和性能特点，对具有不同特性的充填材料实施分级投料搅拌，既能提高搅拌质量，有利于充填体结构的形成，同时又能保证充填料浆的均匀性、流动性，提高充填体的密实度和强度。

Description

一种立式搅拌设备及充填料浆分级复合制备方法

技术领域

本发明涉及充填料浆制备领域，具体涉及一种立式搅拌设备及充填料浆分级复合制备方法。

背景技术

在地下矿山开采工程领域，充填采矿法已经成为一种主流采矿技术。矿山充填所用的材料主要由集料、胶凝材料、水以及改善充填料性能的辅料构成。作为集料，有采选生产过程中产出的高浓度选尾矿、选尾矿脱水制成的滤饼、分级尾砂、磷石膏、粗粒级砂石骨料和煤矸石等矿山固体废弃物；有冶炼渣、粉煤灰、赤泥等工业固体废弃物；也有河砂、风积沙等自然界原材料。充填料浆的制备是关乎充填体强度、充填成本的重要工艺环节，而充填料浆制备所涉及到的工艺方法及设备也要与充填集料的特性相适应。

由于构成充填料浆的胶凝材料占充填成本的60％以上，改进充填料浆搅拌设备并对充填料浆制备工艺方法实现优化配置，最大限度的发挥胶凝材料的胶结作用，通过降低胶凝材料用量降低充填成本已成为业界持续考虑和研究的重要课题。

根据充填集料组成不同，主流的充填料浆制备工艺方法有如下几种：

一种是采用立式单轴活化搅拌机的单级料浆制备方式，即将构成充填料浆的各组分按规定配料比同时加入立式单轴活化搅拌机中，通过其叶轮的高速运动拌和成规定浓度的料浆后，通过管道输送至采场；

另一种是采用强力搅拌机的单级料浆制备方式，即将构成充填料浆的各组分按规定配料比同时加入到强力搅拌机的槽体中，通过强力搅拌机中桨叶的旋转运动拌和成规定浓度的料浆后，通过管道输送至充填采场；

第三种是采用卧式双轴搅拌机的两级料浆制备方式，即将构成充填料浆的各组分按规定配料比同时加入到初级浆叶型卧式双轴搅拌机中，通过桨叶的旋转运动进行初步混合搅拌，制成的初级料浆再进入次级螺带型卧式双轴搅拌机对其进行进一步混匀搅拌，制成规定浓度的料浆后通过管道输送至充填采场。

上述三种充填料浆制备方式的共同特征是，把构成充填料浆的各组分材料同时加入到料浆制备设备中进行搅拌制备。而对于掺加粗粒级砂石骨料如破碎废石、煤矸石、干抛尾砂等小于10mm的颗粒状砂石的充填料浆制备，一般采用后两种工艺方法。

前述将充填料拌和物同时投入充填料浆制备设备内进行搅拌制备的工艺方法都有其共同的弊端，即胶凝材料的弥散性差，部分胶凝材料因不能充分弥散不但发挥不了起胶结作用而造成浪费，进而还影响了充填料浆凝结后的强度。

胶凝材料颗粒被砂石夹裹着进入搅拌机内遇水后很快结成小的团粒，这种团粒被夹杂在粗粒级骨料中。粗骨料的粒径越大，则团粒越不易破坏。特别是当搅拌机搅拌时，由于料浆被搅拌机叶片推动系单向流动，处于搅拌叶片背面的胶凝材料团粒不受流场的剪切而被保护起来，粒径比水泥团粒大的粗骨料成了胶凝材料团粒的屏障，这一部份团粒在搅拌结束后仍以团粒的形式存在而不被破坏，不能与水充分进行水化。待充填料浆硬化后，团粒状的胶凝材料填充了骨料的空隙，使这部分胶凝材料并没有充分发挥其粘结、包裹砂石的作用，因而造成浪费，影响了充填体的凝结强度。

具体的，上述三种充填料浆制备方式在工程上还有各自的不足：

立式单轴搅拌机的叶轮由于转速较高，粗粒级砂石骨料的掺加会加剧搅拌叶轮的磨砺磨损，使设备的运行寿命大大降低，因此对于掺加粗粒级砂石骨料的充填料浆制备，采用单级立式单轴搅拌机方式会使得系统可靠性、稳定性变差；由于单级拌和过程中，充填材料在搅拌筒中搅拌时间较短，各组分不能充分分散和混合，也会造成胶凝材料的结团不能充分弥散而造成浪费。

卧式强力搅拌机的搅拌桨叶由于转速较低，不能形成高速剪切流场，不足以使结团的胶凝材料充分搅匀和分散并对尾砂及粗粒级砂石骨料实施包裹，部分胶凝材料不能够发挥其胶结作用，造成充填体凝结强度不达标或者胶凝材料的增量添加，加大了充填成本。由于单级拌和时间短，各组分不能充分分散和混合，同样会造成胶凝材料的浪费。因此对于掺加粗粒级砂石骨料的充填料浆制备，采用单级卧式强力搅拌机的方式也会使得充填成本提高。

虽然采用两级搅拌设备增加了搅拌时长，但由于转速较低，搅拌强度差，也不能使胶凝材料实现充分弥散和活化而充分发挥其胶结作用；如果提高搅拌轴的转速，添加其内的粗粒级砂石骨料会加剧搅拌叶片及槽体的磨砺磨损，而这也是设备所不允许的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供一种立式搅拌设备及充填料浆分级复合制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种立式搅拌设备，包括搅拌桶、副桶和立式搅拌组件，所述搅拌桶的顶部具有入料口，所述立式搅拌组件竖直设置且可转动的安装于所述搅拌桶内，所述副桶与所述搅拌桶的外壁固定连接，所述副桶的底部一侧与所述搅拌桶连通，所述副桶的顶部敞口，其上部的一侧具有出料口。

本发明的有益效果是：料浆的搅拌过程始终处于高料位满筒搅拌，拌和均匀的料浆依靠筒内的压力通过搅拌桶侧壁下部流入副桶，副桶中的料浆液位与搅拌桶内保持等高，这样可有效延长料浆在搅拌桶内滞留的时长，增强料浆拌和质量。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括放料阀和放料阀驱动装置，所述搅拌桶的底部具有放料口，所述放料阀驱动装置与所述放料阀传动连接，并驱动所述放料阀封闭或敞开所述放料口。

采用上述进一步方案的有益效果是：当不再使用或者需要清洗搅拌桶时，可以打开放料口快速放料。

进一步，所述放料阀驱动装置包括连接杆、放料阀电机和驱动齿轮，所述放料阀电机与所述搅拌桶的顶部固定连接，其输出轴传动连接有所述驱动齿轮，所述连接杆竖直设置，其上端伸出所述搅拌桶的顶端并固定连接有竖直的齿条，所述驱动齿轮与所述齿条传动连接，所述连接杆的底部与所述放料阀固定连接，所述放料阀在所述放料口上方，所述放料阀电机通过所述连接杆带动所述放料阀上下移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：放料阀电机通过驱动齿轮和齿条，带动连接杆上下移动，从而使得放料阀远离或关闭放料口。

进一步，还包括过滤网罩，所述过滤网罩固定连接在所述搅拌桶内，所述过滤网罩顶部具有导向孔，所述连接杆穿设在所述导向孔内，所述过滤网罩具有多个过滤筛孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：过滤网罩为连接杆提供导向，同时过滤掉大石子，避免大石子卡在放料口处，清洗搅拌桶时再取出里面的大石子。

进一步，所述立式搅拌组件包括搅拌轴电机、搅拌轴和至少两个搅拌叶轮，所述搅拌轴电机与所述搅拌桶的顶部固定连接，所述搅拌轴可转动的安装于所述搅拌桶内，其上端伸出所述搅拌桶的顶端，所述搅拌轴电机与所述搅拌轴的上端传动连接，所述搅拌轴可转动地竖直安装于所述搅拌桶内，至少两个所述搅拌叶轮由下至上依次间隔的与所述搅拌轴固定连接。

进一步，所述搅拌叶轮包括叶轮主体和多个叶片，所述叶轮主体固定套设于所述搅拌轴上，多个所述叶片在所述叶轮主体的圆周方向均匀设置，所述叶片的一端所述叶轮主体固定连接，所述叶片侧向倾斜设置，相邻两个所述搅拌叶轮的叶片倾斜方向相反。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于由比表面积较大的细粒级集料、胶凝材料和水混合成的料浆浓度较高且是具有一定的粘弹性的非牛顿流体，这种流体的特性决定了其对搅拌叶轮的结构型式具有特殊的要求，即桨叶须具有高剪切性能，还要具有使流体轴向循环功能。所述叶片倾斜设置，即搅拌叶轮结构类似于螺旋桨，这样既具有对浆体较高的剪切性能，又具有使流体轴向循环功能。

料浆的搅拌过程中相邻两个搅拌叶轮不但在搅拌叶轮的外周区域形成具有流速差的梯级流场，而且在其旋向所对应的轴向区域也形成具有流速差的流场，对料浆实施有效搅拌，进一步增强了拌和质量。该技术方案的另一个有益效果是，由于相邻两个搅拌叶轮的叶片倾斜方向相反，当搅拌轴转动时，有的搅拌叶轮使得料浆上翻，有的搅拌叶轮使得料浆下压，这种既有旋转分散运动，又有翻腾循环运动的料浆运动流场，进一步有效的增强了拌和效果，增强了拌和质量。

进一步，所述搅拌叶轮包括四个所述叶片。

进一步，所述搅拌桶内的底部中心固定有向上凸起的底板。

采用上述进一步方案的有益效果是：避免搅拌桶底部中心处料浆堆积。

本发明还提供一种充填料浆分级复合制备方法包括以下步骤：

步骤1：向所述立式搅拌设备中加入细粒级材料、粉状胶凝材料和水，并用立式搅拌组件搅拌形成料浆；

步骤2：将步骤1中的料浆和粗粒级砂石骨料加入次级搅拌设备，搅拌后形成充填料浆。

进一步，所述步骤1中，所述立式搅拌组件的搅拌速度为160～240r/min。

进一步，所述步骤2中，所述次级搅拌设备为卧式搅拌装置。

有益效果在于，充分利用了不同搅拌设备的结构和性能特点，对具有不同特性的充填材料实施分级投料搅拌，既能提高搅拌质量，有利于充填体结构的形成，同时又能保证充填料浆的均匀性、流动性，提高充填体的密实度和强度。上述分级投料复合搅拌工艺方法的另一个优点是，充分发挥了胶凝材料的凝结性能，节省胶凝材料的添加量。工程实践表明，同样的充填集料添加量和充填体强度，采用分级投料复合搅拌工艺方法，较一次性同时投料搅拌节省胶凝材料的幅度达25％～35％。

附图说明

图1为本发明一种充填料浆分级复合制备方法的流程图；

图2为本发明一种充填料浆分级复合制备方法的工艺框图；

图3为本发明一种立式搅拌设备的结构图；

图4为搅拌叶轮的俯视图；

图5为卧式搅拌装置的主视图；

图6为卧式搅拌装置的俯视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、搅拌桶，2、副桶，3、放料阀，4、连接杆，5、放料阀电机，6、过滤网罩，7、搅拌轴电机，8、搅拌轴，9、搅拌叶轮，91、叶轮主体，92、叶片，10、底板，11、壳体，111、进料口，112、排料口，12、搅拌轴组件，。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图3-图4所示，本实施例涉及一种立式搅拌设备，包括搅拌桶1、副桶2和立式搅拌组件，所述搅拌桶1的顶部具有入料口，所述立式搅拌组件竖直设置且可转动的安装于所述搅拌桶1内，所述副桶2与所述搅拌桶1的外壁固定连接，所述副桶2的底部一侧与所述搅拌桶1连通，所述副桶2的顶部敞口，其上部的一侧具有出料口。

具体的，所述搅拌桶1的下部侧壁上具有通孔，所述副桶2的底部一侧与所述搅拌桶1直接连通。

对于立式单轴搅拌机，现有技术采用的是在上部投料和底部排料的结构型式，这种型式也有其显著的缺陷，料浆在搅拌筒内上进下出，滞留的时间和路径都较短，拌和也不均匀。本发明在现有技术基础上在搅拌桶1侧壁加设副桶2，副桶2上部敞开下部封闭，搅拌桶1下部与副桶2相通，同时在副桶2的上部侧壁开设出料口。这样，料浆的搅拌过程始终处于高料位满筒搅拌，拌和均匀的料浆依靠筒内的压力通过搅拌桶1侧壁下部通道流入副桶2，副桶2中的料浆液位与搅拌桶1内保持等高，这样可有效延长料浆在搅拌桶1内滞留的时长，增强料浆拌和质量。

作为本实施例的进一步方案，还包括放料阀3和放料阀驱动装置，所述搅拌桶1的底部具有放料口，所述放料阀驱动装置与所述放料阀3传动连接，并驱动所述放料阀3封闭或敞开所述放料口。

具体的，如图3所示，所述放料阀3为倒置的圆台形。

作为本实施例的进一步方案，所述放料阀驱动装置包括连接杆4、放料阀电机5和驱动齿轮，所述放料阀电机5与所述搅拌桶1的顶部固定连接，其输出轴传动连接有所述驱动齿轮，所述连接杆4竖直设置，其上端伸出所述搅拌桶1的顶端并固定连接有竖直的齿条，所述驱动齿轮与所述齿条传动连接，所述连接杆4的底部与所述放料阀3固定连接，所述放料阀3在所述放料口上方，所述放料阀电机5通过所述连接杆4带动所述放料阀3上下移动。

作为本实施例的进一步方案，还包括过滤网罩6，所述过滤网罩6固定连接在所述搅拌桶1内，所述过滤网罩6顶部具有导向孔，所述连接杆4穿设在所述导向孔内，所述过滤网罩6具有多个过滤筛孔。

具体的，所述过滤网罩6是由网状结构制成的筒状，其底部敞口，顶部封闭，顶部具有所述导向孔。

当不再使用或者需要清洗搅拌桶时，可以打开放料口快速放料，大石子被过滤网罩6挡住，不会堵塞放料口，可以在清洗时通过入料口对搅拌桶进行清理，或者在搅拌桶的侧壁上设置的维修孔，通过维修孔清理搅拌桶的内部。

作为本实施例的进一步方案，所述立式搅拌组件包括搅拌轴电机7、搅拌轴8和至少两个搅拌叶轮9，所述搅拌轴电机7与所述搅拌桶1的顶部固定连接，所述搅拌轴8可转动的安装于所述搅拌桶1内，其上端伸出所述搅拌桶1的顶端，所述搅拌轴电机7与所述搅拌轴8的上端传动连接，至少两个所述搅拌叶轮9由下至上依次间隔的与所述搅拌轴8固定连接。

具体的，如图3所示，所述搅拌轴电机7通过带传动组件与所述搅拌轴 8传动连接。

作为本实施例的进一步方案，所述搅拌叶轮9包括叶轮主体91和多个叶片92，所述叶轮主体91固定套设于所述搅拌轴8上，多个所述叶片92 在所述叶轮主体91的圆周方向均匀设置，所述叶片92的一端与所述叶轮主体91固定连接，所述叶片92侧向倾斜设置，相邻两个所述搅拌叶轮9的叶片92倾斜方向相反。

具体的，每个所述搅拌叶轮9具有四个所述叶片92。

具体的，如图3所示，所述叶片92的一端固定连接所述叶轮主体91，所述叶片92的一侧高另一侧低，本实施例中设有两个搅拌叶轮9，在图示方向，上方的搅拌叶轮9为左旋叶轮，下方的搅拌叶轮9为右旋叶轮，也就是说，从所述叶片92的另一端看，所述叶片92的左侧高右侧低则称之为左旋，反之则称之为右旋，在搅拌过程中上部左旋叶轮在旋转过程中可对料浆实施下压，下部右旋叶轮可对料浆实施上翻。

由于由比表面积较大的细粒级集料、胶凝材料和水混合成的料浆浓度较高且系具有一定的粘弹性的非牛顿流体，这种流体的特性决定了其对搅拌叶轮9的结构型式具有特殊的要求，即搅拌叶轮9须具有高剪切性能，还要具有使流体轴向循环功能。叶片面积率即水平投影面上叶片面积占搅拌器直径所在圆面积百分数越大，则越适合高粘度浆体的混合。由于螺旋桨形状的搅拌叶轮9既具有对浆体较高的剪切性能，又具有使流体轴向循环功能，同时还具有较大的面积率，因此选择四叶片的旋桨形所述搅拌叶轮9。

对于立式单轴搅拌机，现有相似技术采用的是在搅拌轴8上设置一组或两组普通平行叶轮，这样的桨叶型式也有其显著的不足：搅拌桶1内的料浆在搅拌叶轮9的带动下只在搅拌叶轮9的外周形成具有流速差的梯级流场，少有轴向循环功能，对料浆的拌和质量差。本发明在现有技术基础上对搅拌叶轮9的结构型式及配置作了进一步改进，采用两组具有相反旋向的四叶片旋桨式的搅拌叶轮9取代现有结构。这样，料浆的搅拌过程中两组搅拌叶轮 9不但在搅拌叶轮9的外周区域形成具有流速差的梯级流场，而且在其旋向所对应的轴向区域也形成具有流速差的流场，对料浆实施有效搅拌，进一步增强了拌和质量。上部左旋叶轮在旋转过程中可对料浆实施下压，下部右旋叶轮可对料浆实施上翻，这种既有旋转分散运动，又有翻腾循环运动的料浆运动流场，进一步有效的增强了拌和效果，增强了拌和质量。

作为本实施例的进一步方案，所述搅拌桶1内的底部中心固定有向上凸起的底板10。这样，料浆会向搅拌桶1的四周流动，便于物料的排出。

本实施例还涉及一种充填料浆分级复合制备方法，包括以下步骤：

步骤1：向所述立式搅拌设备中加入细粒级材料、粉状胶凝材料和水，并用立式搅拌组件搅拌形成料浆；

步骤2：将步骤1中的料浆和粗粒级砂石骨料加入次级搅拌设备，搅拌后形成充填料浆。

具体的，细粒级材料、粉状胶凝材料、水和粗粒级砂石骨料的配比本领域技术人员可以采用现有技术实现。

具体的，所述细粒级材料一般指矿石经破碎、磨矿和选矿后的废弃物，其粒度一般不大于0.2mm，而粗粒级砂石骨料是指经破碎后获得的块状石子，粒径一般大于0.2mm且不大于10mm。

作为本实施例的进一步方案，所述步骤1中，所述立式搅拌组件的搅拌速度为160～240r/min。

工程实践表明，较高的搅拌速度有利于提高砂浆在相对短时间内达到分散均匀程度，本发明所述初级搅拌设备立式搅拌设备设定转速为 160～240r/min，远较其他搅拌设备40～60r/min的转速高，因此分散效果更为显著。

作为本实施例的进一步方案，所述步骤2中，所述次级搅拌设备为卧式搅拌装置。

在本实施例中，步骤1，先将比表面积大的细粒级材料、粉状胶凝材料和水投入到初级搅拌设备中进行搅拌制浆，利用其高转速所形成的径向梯级流场对胶凝材料实施剪切、分散和充分水化，对细粒级材料如尾砂、粉煤灰等实施分散，进而促进胶凝材料对细粒级材料实现包裹。步骤2，将初级搅拌设备制成的料浆与粗粒级砂石骨料再同时投入到次级搅拌设备中实施复合搅拌。由于粗粒级砂石骨料比表面积小且无结团现象，无须较高的搅拌强度和速度就可使已经活化的初级砂浆对其实现充分的包裹，最终制备成高质量的充填料浆。这里的次级搅拌设备的搅拌速度可以为40-60r/min，如果搅拌速度太快，初级搅拌设备制成的料浆与粗粒级砂石骨料之间会产生相互扰动，胶凝材料浆体不易裹附其周围，反而不利于达到均匀的目的。

作为本实施例的进一步方案，如图5-图6，所述卧式搅拌装置包括壳体 11和搅拌轴组件12，所述壳体11的一端上方具有进料口111，另一端底部具有排料口112，所述搅拌轴组件12可转动地安装于所述壳体11内。

具体的，所述壳体11外侧设置有驱动电机，所述驱动电机与所述搅拌轴组件12传动连接并驱动所述搅拌轴组件12转动。

在工作过程中，通过搅拌轴组件12旋转运动对壳体11内物料实施打散和搅拌混合，搅拌轴组件12的搅拌桨叶在搅拌过程中推动物料从入料口111 运动至排料口112。

作为本实施例的进一步方案，所述搅拌轴组件12包括水平设置的第二搅拌轴和多个搅拌桨叶，多个所述搅拌桨叶与所述第二搅拌轴固定连接。

具体的，如图5和图6所示，所述搅拌桨叶与所述第二搅拌轴的横截面具有夹角，这样，搅拌桨叶在转动过程中可以推动物料从入料口111向排料口112移动。

作为本实施例的进一步方案，所述搅拌轴组件12为一个、两个或多个。

具体的，当所述搅拌轴组件12为两个或多个时，多个所述搅拌轴组件 12相互平行。

本实施例还涉及以下实验：

实验一工艺方法对充填体强度的影响试验

通过对相同配比不同投料和搅拌方式的试验表明，采用本发明所述分批次投料的“初级活化搅拌+次级混合搅拌”与采用同时投料的“初级混合搅拌+次级混匀搅拌”两种不同的工艺方法相比，充填料浆的塌落度和凝结后的强度均有很大的不同。表1为相关试验数据的对比：

表1中涉及的搅拌方法具体为：

1分批次投料：初级活化搅拌+次级混合搅拌；

2同时投料：初级混合搅拌+次级混匀搅拌。

表1不同投料方式对充填体强度的影响

通过表1可以看出，相同浓度和配比的充填料浆，通过不同的投料和制备方法，搅拌后所获得的料浆的塌落度和各龄期强度有很大的不同：

通过方式1的活化搅拌，由于胶凝材料分散的更充分，料浆的和易性更好，表现为流动性更大的塌落度数值，同时各龄期的强度也较方式2更高。 7d、14d和28d强度提高值分别为28.6％、44.8％、70.4％、33.6％。

实验二搅拌时间对充填体强度的影响试验

发明人在实践中发现由于选用的活化搅拌机设备配置功率偏小，不能实现满槽搅拌；而后经技改后，配置了较大功率的电机，搅拌效果就有很大的不同。

技改前配置的是55kw电机，如果到达规定的料位后，电机由于动力不足拖不动，只能半槽搅拌，料位高度为1500mm左右。而半槽搅拌由于料浆在槽内参与搅拌的时间短，料浆不能充分搅匀活化，胶凝材料不能充分弥散，所以造成了充填料浆经凝结后形成的充填体抗压强度低。

技改后配置的是90kw电机，到达规定的料位后，电机由于动力强劲，可以实现满槽搅拌，料位高度为2500mm左右。而满槽搅拌由于料浆在槽内参与搅拌的时间长，料浆能够充分搅匀活化，胶凝材料也能充分弥散，充填料浆经凝结后形成的充填体抗压强度达到了设计和工程要求。

料浆在搅拌槽中滞留时间计算公式T＝60V/Q(min)

其中：料浆流量为Q m³/h；

搅拌设备有效容积为V m³

该项目技改前后的充填材料各参数都是一样的。该项目技改前的活化搅拌机直径为2600mm，实际液面高度为1500mm；技改后的活化搅拌机直径为 2600mm，实际液面高度为2500mm；

根据上述公式计算流量为150m³/h的料浆在技改前后参与搅拌的时间分别为3.18min和5.31min。

实例：求流量为150m³/h的料浆在直径2600mm，液面高度为1500和2500 时的搅拌槽中滞留搅拌的时间。

计算过程：

参与搅拌的充填料浆体积量：

料位高度为1500时 V1＝1.5π(2.6/2)2＝7.963m³

料位高度为2500时 V2＝2.5π(2.6/2)2＝13.27m³

流量为150m³/h的料浆在搅拌槽中滞留时间：

T1＝60V/Q＝60x7.963/150＝3.18min

T2＝60V/Q＝60x13.27/150＝5.31min

表2搅拌时间对充填体强度的影响

如表2所示，以上实例说明，较长的搅拌时长由于对胶凝材料分散活化的更好，对后期充填体强度的形成具有明显的强化作用。通过较长的搅拌时长与较短的搅拌时长相比，7d、14d和28d强度提高值分别为46.6％、46.0％和50.2％。因此，在实施本发明时可以尽量采用较长的搅拌时间，从而使得充填体具有较高强度。

实验三搅拌速度对充填体强度的影响试验

现有技术用于充填料浆制备的搅拌设备共有两大类，一类是单轴双叶轮结构的立式活化搅拌机，其搅拌轴的工作转速一般为160～220r/min；另一类是双轴卧式搅拌机，其搅拌轴的工作转速一般为40～60r/min。同一类型搅拌设备的结构形式和功能均差别不大，同一类型搅拌设备搅拌轴的工作转速虽有差异，但对搅拌效果的实质性差异也不大。但两种不同类型的搅拌设备相比，由于其结构型式和搅拌轴的工作转速差异较大，对料浆的搅拌效果却存在着很大的差异。

下表为两种类型搅拌机对同一种物料实施搅拌的效果比较：

表3搅拌速度对充填体强度的影响

以上实例说明，较高的搅拌速度由于对胶凝材料分散活化的更好，对后期形成的充填体强度具有积极的作用。采用较高的搅拌速度与较低的搅拌速度相比，7d、14d和28d强度提高值分别为44.0％、22.9％和33.6％。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立式搅拌设备，其特征在于，包括搅拌桶(1)、副桶(2)和立式搅拌组件，所述搅拌桶(1)的顶部具有入料口，所述立式搅拌组件竖直设置且可转动的安装于所述搅拌桶(1)内，所述副桶(2)与所述搅拌桶(1)的外壁固定连接，所述副桶(2)的底部一侧与所述搅拌桶(1)连通，所述副桶(2)的顶部敞口，其上部的一侧具有出料口。

2.根据权利要求1所述一种立式搅拌设备，其特征在于，还包括放料阀(3)和放料阀驱动装置，所述搅拌桶(1)的底部具有放料口，所述放料阀驱动装置与所述放料阀(3)传动连接，并驱动所述放料阀(3)封闭或敞开所述放料口。

3.根据权利要求2所述一种立式搅拌设备，其特征在于，所述放料阀驱动装置包括连接杆(4)、放料阀电机(5)和驱动齿轮，所述放料阀电机(5)与所述搅拌桶(1)的顶部固定连接，其输出轴传动连接有所述驱动齿轮，所述连接杆(4)竖直设置，其上端伸出所述搅拌桶(1)的顶端并固定连接有竖直的齿条，所述驱动齿轮与所述齿条传动连接，所述连接杆(4)的底部与所述放料阀(3)固定连接，所述放料阀(3)在所述放料口上方，所述放料阀电机(5)通过所述连接杆(4)带动所述放料阀(3)上下移动。

4.根据权利要求3所述一种立式搅拌设备，其特征在于，还包括过滤网罩(6)，所述过滤网罩(6)固定连接在所述搅拌桶(1)内，所述过滤网罩(6)顶部具有导向孔，所述连接杆(4)穿设在所述导向孔内，所述过滤网罩(6)具有多个过滤筛孔。

5.根据权利要求1-4任一项所述一种立式搅拌设备，其特征在于，所述立式搅拌组件包括搅拌轴电机(7)、搅拌轴(8)和至少两个搅拌叶轮(9)，所述搅拌轴电机(7)与所述搅拌桶(1)的顶部固定连接，所述搅拌轴(8)可转动的安装于所述搅拌桶(1)内，其上端伸出所述搅拌桶(1)的顶端，所述搅拌轴电机(7)与所述搅拌轴(8)的上端传动连接，至少两个所述搅拌叶轮(9)由下至上依次间隔的与所述搅拌轴(8)固定连接。

6.根据权利要求5所述一种立式搅拌设备，其特征在于，所述搅拌叶轮(9)包括叶轮主体(91)和多个叶片(92)，所述叶轮主体(91)固定套设于所述搅拌轴(8)上，多个所述叶片(92)在所述叶轮主体(91)的圆周方向均匀设置，所述叶片(92)的一端与所述叶轮主体(91)固定连接，所述叶片(92)侧向倾斜设置，相邻两个所述搅拌叶轮(9)的叶片(92)倾斜方向相反。

7.根据权利要求1所述一种立式搅拌设备，其特征在于，所述搅拌桶(1)内的底部中心固定有向上凸起的底板(10)。

8.一种充填料浆分级复合制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：向权利要求1-7任一项所述立式搅拌设备中加入细粒级材料、粉状胶凝材料和水，并用立式搅拌组件搅拌形成料浆；

步骤2：将步骤1中的料浆和粗粒级砂石骨料加入次级搅拌设备，搅拌后形成充填料浆。

9.根据权利要求8所述一种充填料浆分级复合制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述立式搅拌组件的搅拌速度为160～240r/min。

10.根据权利要求8所述一种充填料浆分级复合制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述次级搅拌设备为卧式搅拌装置。

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