CN111636917B - 多采场快速切换连续充填装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多采场快速切换连续充填装置及使用方法，属于矿山充填技术领域。该装置包括四通管、充填来料管、沉淀池模块、充填模块、采场连接模块、沉淀池连接管、阀门和法兰，四通管入口与充填来料管通过法兰连接，四通管的三个出口分别通过法兰与沉淀池模块、充填模块A、充填模块B连接，并采用阀门开关控制流向，沉淀池模块与沉淀池连接管通过法兰连接，充填模块与采场连接模块通过法兰连接，采场连接模块与充填采场连接。该装置加工简单、制作成本较低、操作简单、实用性高，不仅提升了单次充填效率、也免去了多采场切换充填时的润管、洗管流程，具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及矿山填充技术领域，特别是指一种多采场快速切换连续充填装置及使用方法。
背景技术
随着浅部资源殆尽以及国家对环保的要求越来越严，充填开采成为很多矿山的必然选择。对于每个矿山来讲，降低充填成本、提高充填效率是永恒的追求目标。尤其是充填效率的提升，直接影响采矿效率，对矿山的生产效率和经济效益提高具有重要意义。
提升矿山充填效率的重要途径之一就是连续充填。因每个矿山矿体赋存条件不一，充填方式也不尽相同。当采矿结束开始充填之前，需要构筑充填挡墙来封闭充填料浆，对于各个矿山来讲，由于采场高度不同、挡墙构筑方式不同，挡墙可以分为混凝土挡墙、砖挡墙、柔性挡墙等。由于挡墙失稳后果非常严重，可能造成人员和财产巨大损失，这对于矿山来讲是不允许发生的安全事故。为了确保充填挡墙的安全，采场充填往往分为几个阶段进行，当第一阶段充填料浆失去流动性、具有一定的固结强度，再进行第二、第三阶段充填。这就导致对于每个具体的充填采场来讲，充填一定高度之后，必须停止充填，等待采场约1～7天不等的时间进行凝固，这将导致相邻采场的矿石无法及时开采，大幅降低了采矿效率。
为此，本发明以提高充填效率为目的，提出一种多采场快速切换连续充填装置及使用方法。该装置可以服务多个采场快速切换充填，当某个采场充填到目标高度时，快速切换至另一个采场，如此循环、可以实现连续充填，大大提高充填效率，为矿山达产降本提供有力支撑。
发明内容
本发明针对现有充填效率低的技术问题，提供一种多采场快速切换连续充填装置及使用方法。
该装置包括四通管、充填来料管、沉淀池模块、充填模块(包括充填模块A和充填模块B)、采场连接模块、沉淀池连接管、阀门和法兰，四通管入口与充填来料管通过法兰连接，四通管的三个出口分别通过法兰与沉淀池模块、充填模块A、充填模块B连接，并采用阀门开关控制流向，沉淀池模块与沉淀池连接管通过法兰连接，充填模块与采场连接模块入口通过法兰连接，采场连接模块出口与充填采场连接。
充填来料管的内径与四通管的入口及出口内径相等，内径大小为100～200mm，充填来料管材质为钢管、橡胶管、塑料管中的一种。
沉淀池模块包含一个阀门控制流向，用于润管、洗管水排放及事故处理。
充填模块A由阀门和1～3个支流组成，支流内径与采场连接模块管路内径相等，支流内径截面积之和不小于充填模块A的内径截面积。
充填模块B由阀门和1-3个支流组成，支流内径与采场连接模块管路内径相等，支流内径截面积之和不小于充填模块B的内径截面积。
采场连接模块的内径与充填模块的支流内径相等，采场连接模块的数量与充填模块支流数量相等。
四通管的三个出口控制阀门是球阀、闸阀中的一种，阀门的内径不小于四通管的内径，阀门耐压不小于为1MPa，各阀门与四通管之间的距离为50～300mm。
应用该装置的方法，包括步骤如下：
S1：根据需要加工或采购满足需求的四通管、充填来料管、沉淀池模块、充填模块A、充填模块B、采场连接模块、沉淀池连接管、阀门及法兰；
S2：当1#采场需要充填时，首先开启沉淀池模块的阀门、关闭其余阀门，进行润管，润管水排向沉淀池；
S3：润管结束，开启充填模块A控制阀门、关闭其余阀门，充填料浆流向1#采场；
S4：待1#采场充填至目标高度，开启充填模块B控制阀门、关闭其余阀门，将充填料流向快速切换至2#采场，在2#采场充填时，充填模块A连接至3#采场，待2#采场充填至目标高度，开启充填模块A阀门、进行3#采场充填，待3#采场充填结束，1#采场已经固结，可以继续进行切换填充；
S5：充填模块A和充填模块B按S4步骤循环切换，可以完成2～N个采场的循环充填，且此过程无需进行润管、洗管，真正实现多采场连续充填；
S6：待所有采场充填完毕，开启沉淀池模块控制阀门，进行管路冲洗，洗管水流向沉淀池。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明加工简单、制作成本较低、操作简单、实用性高，凡是采用充填采矿的矿山均可快速实施，不仅提升了单次充填效率、也免去了多采场切换充填时的润管、洗管流程，具有很高的实用价值，可为有色、黑色、贵金属、稀有金属、黄金等各种使用充填采场的矿山企业提供技术支持。该装置的主要优点归纳如下：第一，制作简单但集成性高；第二，可实现连续充填；第三，有利于接顶充填。
附图说明
图1为本发明的多采场快速切换连续充填装置结构示意图；
图2为本发明实施例中某矿山多采场模型图。
其中：1-四通管，2-充填来料管，3-沉淀池模块，4-充填模块A，5-充填模块B，6-采场连接模块，7-沉淀池连接管，8-阀门，9-法兰。
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。
本发明提供一种多采场快速切换连续充填装置及使用方法。
如图1所示，该装置包括四通管1、充填来料管2、沉淀池模块3、充填模块A4、充填模块B5、采场连接模块6、沉淀池连接管7、阀门8和法兰9，四通管1入口与充填来料管2通过法兰9连接，四通管1的三个出口分别通过法兰9与沉淀池模块3、充填模块A4、充填模块B5连接，并采用阀门8开关控制流向，沉淀池模块3与沉淀池连接管7通过法兰9连接，充填模块与采场连接模块6入口通过法兰9连接，采场连接模块6出口与充填采场连接。
充填来料管2的内径与四通管1的入口及出口内径相等，内径大小为100～200mm，材质为钢管、橡胶管、塑料管中的一种。
沉淀池模块3包含一个阀门8控制流向，用于润管、洗管水排放及事故处理。
充填模块A4由阀门8和1～3个支流组成，支流内径与采场连接模块6管路内径相等，支流内径截面积之和不小于充填模块B5的内径截面积。
采场连接模块6的内径与充填模块的支流内径相等，采场连接模块6的数量与充填模块支流数量相等。
四通管1的三个出口控制阀门8是球阀、闸阀中的一种，阀门8的内径不小于四通管内径，阀门8耐压不小于1MPa，各阀门8与四通管1之间的距离为50～300mm。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
我国在海外赞比亚投资的某铜矿设计年产量300万t，采用两步骤嗣后膏体充填，充填能力160m3/h。如图2所示，现对该矿山756-2MU-2/4/6三个采场进行实施例应用说明，这三个采场长93～106m、宽8m、高13～14m，采场体积10381m3～11837m3，由于该矿采用制作成本低、可重复利用的柔性充填挡墙，挡墙高度4～5m，为了确保挡墙的安全，需要两次充填没过挡墙。为了提升充填效率，必须实现三个采场的连续充填。
该矿山使用该连续充填装置情况简述如下：四通管1入口与内径175mm、耐压2.5MPa的充填来料橡胶管2连接；三个出口通过法兰9与沉淀池模块3、充填模块A4、充填模块B5连接，出口流向控制阀门8均为内径200mm的球阀，三个球阀8与四通管1距离均为150mm；沉淀池模块3出口与沉淀池之间管路采用内径175mm、耐压2.5MPa的橡胶管；充填模块A4和充填模块B5各有2个支流，支流内径141mm；采场连接模块6采用内径141mm的PE管，PE管直接插入孔径为160mm的充填孔。使用该连续充填装置的方法，包括步骤如下：
S1：根据需要，加工或采购上述的相关装置、球阀等；
S2：充填时，首先开启沉淀池模块3的球阀、关闭其余球阀，进行润管，润管水排向沉淀池。
S3：润管结束，地表开始输送充填料，此时开启充填模块A4的球阀、关闭其余球阀，充填料浆流向4#采场。
S4：待4#采场充填至目标高度，开启充填模块B5的球阀、关闭其余球阀，充填料流至2#采场；在2#采场充填时，充填模块A4连接至6#采场。待2#采场充填至目标高度，开启充填模块A4的球阀、切换至6#采场充填；待6#采场充填结束，4#采场已经固结、可以继续切换至4#采场充填。
S5：充填模块A4与充填模块B5按照S4步骤循环切换，可以完成2#、4#、6#三个采场的循环充填，且此过程无需进行润管、洗管。
S6：待本次三个采场充填结束，开启沉淀池模块3的球阀、关闭其它球阀，进行管路冲洗，洗管水流向沉淀池。
通过矿山现场对该装置的实际采用，这三个采场充填时间(包括每次充填间隔时间)由原来的25天降低至17天，充填时间缩短了约1/3，充填效率大幅提升，实施效果很好。
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 (7)
1.一种多采场快速切换连续充填装置，其特征在于：包括四通管(1)、充填来料管(2)、沉淀池模块(3)、充填模块A(4)、充填模块B(5)、采场连接模块(6)、沉淀池连接管(7)、阀门(8)和法兰(9)，四通管(1)入口与充填来料管(2)通过法兰(9)连接，四通管(1)的三个出口分别通过法兰(9)与沉淀池模块(3)、充填模块A(4)、充填模块B(5)连接，并采用阀门(8)开关控制流向，沉淀池模块(3)与沉淀池连接管(7)通过法兰(9)连接，充填模块A(4)、充填模块B(5)分别与采场连接模块(6)入口通过法兰(9)连接，采场连接模块(6)出口与充填采场连接；
应用该装置的方法，包括步骤如下：
S1：根据需要加工或采购满足需求的四通管(1)、充填来料管(2)、沉淀池模块(3)、充填模块A(4)、充填模块B(5)、采场连接模块(6)、沉淀池连接管(7)、阀门(8)及法兰(9)；
S2：当1#采场需要充填时，首先开启沉淀池模块(3)的阀门、关闭其余阀门，进行润管，润管水排向沉淀池；
S3：润管结束，开启充填模块A(4)控制阀门、关闭其余阀门，充填料浆流向1#采场；
S4：待1#采场充填至目标高度，开启充填模块B(5)控制阀门、关闭其余阀门，将充填料流向快速切换至2#采场，在2#采场充填时，充填模块A(4)连接至3#采场，待2#采场充填至目标高度，开启充填模块A(4)阀门、进行3#采场充填，待3#采场充填结束，1#采场已经固结，可以继续进行切换填充；
S5：充填模块A(4)和充填模块B(5)按S4步骤循环切换，完成不少于2个采场的循环充填，且此过程无需进行润管、洗管，真正实现多采场连续充填；
S6：待所有采场充填完毕，开启沉淀池模块(3)控制阀门，进行管路冲洗，洗管水流向沉淀池。
2.根据权利要求1所述的多采场快速切换连续充填装置，其特征在于：所述充填来料管(2)的内径与四通管(1)的入口及出口内径相等，充填来料管(2)的内径为100～200mm，充填来料管(2)材质为钢管、橡胶管、塑料管中的一种。
3.根据权利要求1所述的多采场快速切换连续充填装置，其特征在于：所述沉淀池模块(3)设置一个阀门控制流向，用于润管、洗管水排放及事故处理。
4.根据权利要求1所述的多采场快速切换连续充填装置，其特征在于：所述充填模块A(4)由阀门和1-3个支流组成，支流内径与采场连接模块(6)管路内径相等，支流内径截面积之和不小于充填模块A(4)的内径截面积。
5.根据权利要求1所述的多采场快速切换连续充填装置，其特征在于：所述充填模块B(5)由阀门和1-3个支流组成，支流内径与采场连接模块(6)管路内径相等，支流内径截面积之和不小于充填模块B(5)的内径截面积。
6.根据权利要求1所述的多采场快速切换连续充填装置，其特征在于：所述采场连接模块(6)的内径与充填模块A(4)、充填模块B(5)的支流内径相等，采场连接模块(6)的数量与充填模块A(4)、充填模块B(5)支流数量之和相等。
7.根据权利要求1所述的多采场快速切换连续充填装置，其特征在于：所述四通管(1)的三个出口控制阀门(8)是球阀、闸阀中的一种，阀门(8)的内径不小于四通管(1)的内径，阀门(8)耐压不小于1MPa，各阀门与四通管(1)之间的距离为50～300mm。
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