CN111650119A - 采场多次充填间隔时间确定简易装置及其使用方法 - Google Patents

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王勇
王洪江
吴爱祥
胡国斌
田志刚
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Abstract

本发明提供一种采场多次充填间隔时间确定简易装置及其使用方法，属于矿山充填技术领域。该装置包括铁质重锤、充填料、盛料盒及料盒提手，料盒提手位于料盒两侧便于取样和移动，充填料静止于盛料盒内，铁质重锤在需要测试时模拟人员“站立”于充填料上方。该装置取材方便、制作成本低、简单科学、实用性高，凡是采用充填采矿的矿山均可快速实施，在无需人员进入采场观察的情况下，可以快速判断充填料凝结情况，进而确定每个采场两次充填间隔时间，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。

Description

采场多次充填间隔时间确定简易装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及矿山充填技术领域，特别是指一种采场多次充填间隔时间确定简易装置及其使用方法。
背景技术
充填采矿法不仅可以创造安全的采矿环境、提高矿石回收率，还可以高效利用矿山尾矿等固废，越来越多的矿山选择或改用充填采矿法。对于每个采用充填法的矿山来讲，构筑充填挡墙是必不可少的。挡墙的形式可以分为混凝土挡墙、砖挡墙、柔性挡墙等。而每个采场充填高度为几米至上百米不等，尤其是对于较高的采场来讲，充填都要分为几个阶段进行。比如对于混凝土挡墙，一次充填高度可能为8m，而对于柔性挡墙来讲，一次充填高度可能只有3m。不论是3m还是8m，此次充填结束，这个采场下次究竟何时可以再充，目前都是凭借经验，或者下井前往采场进行观察、如果一个成人可以在充填料上进行站立而不陷进去，则认为可以进行再次充填。这些方法很不方便，尤其是当挡墙封闭、而采场上方只有充填孔的情况，人是无法进入采场的，此时对于采场实际凝固情况很难准确掌握。
为此，本发明以了解采场充填料凝结性能为目的，提供一种采场多次充填间隔时间确定简易装置及其使用方法。该装置可以快速判定充填料凝结情况，进而确定每个采场两次充填间隔时间，为矿山实际充填提供技术指导。
发明内容
本发明针对采场多次充填时间隔时间难以确定等问题，提供一种采场多次充填间隔时间确定简易装置及其使用方法，该装置制作简单，可以很好的确定两次充填间隔时间，具有很强的实用价值。
该装置包括铁质重锤、充填料、盛料盒及料盒提手，料盒提手位于盛料盒两侧便于取样和移动，充填料静止于盛料盒内，铁质重锤在需要测试时模拟人员“站立”于充填料上方。
铁质重锤模拟成年人站在充填体上的压强，铁质重锤高度为15-20cm，直径为5-15cm。
盛料盒横截面为矩形或圆形，短边长不小于30cm或直径不小于30cm，高度不小于15cm。
充填料表面与盛料盒上表面的距离为1-5cm。
应用该发明的方法，包括步骤如下：
S1：根据需要，加工铁质重锤、充填料、盛料盒及料盒提手；
S2：充填过程中，在搅拌槽与充填钻孔之间采用盛料盒取样，将取得的试样在养护室静置；
S3：每间隔1-2h，将铁质重锤缓慢放置于盛料盒内的充填料上方，并测量其沉陷高度，根据相似原理，成年人站立于采场充填料上方，沉陷高度为其身高的1/100时，即认为采场人可以行走、采场凝固。因此，当沉陷高度为铁质重锤高度的1/100即0.15-0.2cm时，认为充填料凝固，可以进行下次充填。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
(1)装置简单但具有科学依据。铁质重锤模拟成年人的压强，将其放置于取样的充填料上方，可以较好的模拟成年人站立于采场充填料上方。
(2)可为不同充填挡墙条件下两次充填间隔时间提供指导。不论采用何种挡墙，对于高大采场来讲，不可能一次充满，都要分为几次充填，充填间隔时间长、效率低，时间短、挡墙安全性难以保证。
(3)可为矿山多采场连续充填提供依据。对于很多矿山来讲，都采用两步骤开采，一步骤、二步骤都会有多个采场同时存在，该装置的使用可以为一步骤或二步骤哪个采场可以连续充填提供依据，大幅提升充填效率。
附图说明
图1为本发明的简易装置结构示意图；
图2为本发明实施例中铁质重锤沉降高度与充填料凝结时间关系图。
其中：1-铁质重锤，2-充填料，3-盛料盒，4-料盒提手。
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。
本发明提供一种采场多次充填间隔时间确定简易装置及其使用方法。
如图1所示，该装置包括铁质重锤1、充填料2、盛料盒3及料盒提手4，料盒提手4位于盛料盒3两侧便于取样和移动，充填料2静止于盛料盒3内，铁质重锤1在需要测试时模拟人员站立于充填料2上方。
铁质重锤1模拟成年人站在充填体上的压强，铁质重锤1高度为15-20cm，直径为5-15cm。
盛料盒3横截面为矩形或圆形，短边长不小于30cm或直径不小于30cm，高度不小于15cm。
充填料2表面与盛料盒3上表面的距离为1-5cm。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
我国在海外开发的某铜矿设计年产量300万吨，采用全尾砂膏体两步骤嗣后充填，充填能力160m3/h，充填浓度70％～72％，灰砂比1:8。该矿山采用可重复使用的柔性充填挡墙，挡墙高度4～5m，为了确保挡墙的安全，第一次充填高度为充填挡墙高度的1/2～2/3,第二次充填高度不小于充填挡墙的2/3，即两次充填确保没过充填挡墙。该装置实验采场挡墙封闭、采场上方留有充填井，人员可以通过梯子进入采场，可以验证该装置的准确性。
该矿山使用多次充填间隔时间确定简易装置的方法，包括步骤如下：
S1：加工直径7cm、高度16cm的铁质重锤1一个，用于模拟体重75kg，两只靴子面积和为600cm2的人站立于充填料上方，二者压强相同。加工横截面为正方形、边长30cm，高度20cm的铁质盛料盒3一个。
S2：充填时，采用盛料盒3在搅拌槽底部水平充填管进行取样，充填料2表面距离盛料盒3上表面距离约2cm，将充填料2静置于养护室。
S3：每间隔2h将铁质重锤1缓慢放于充填料2上方，测量重锤沉陷高度。结果显示，铁质重锤2h、4h、6h的沉降高度分别为3.5cm、1.5cm、1cm。
由于结束充填时间为晚上，没有继续测量，第二天一早20h时几乎没有沉降，为了精确判定沉降高度为0.16cm(重锤高度16cm的1/100)，对铁质重锤1沉降高度与充填料2凝结时间关系进行回归。为了便于方程回归，假设20h重锤沉降量为0.01cm，回归重锤沉降高度和凝结时间的关系，如式(1)和图2所示。由式(1)可知，当重锤沉降高度为0.16cm时，得到可以上人行走的充填料2凝结时间为10.34h。为了验证这一时间的可靠性，技术人员在充填结束后14h时进入采场，发现充填料2凝固效果已经很好、人在上面行走没有问题，可以再次进行充填。
h＝7.184e-0.3735t+0.05631 (1)
式(1)中，h代表重锤沉降高度，cm；t代表凝结时间，h；复相关系数R2＝0.9699。
综上可得，采用本发明得到的两次充填间隔时间10.34h，与技术人员14h进入采场观察的现象吻合，表明自制重锤测量装置和回归方程具有较好的实用价值。该方法在矿山后续多个采场得到了普遍应用，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 (5)

1.一种采场多次充填间隔时间确定简易装置，其特征在于：包括铁质重锤(1)、充填料(2)、盛料盒(3)及料盒提手(4)，料盒提手(4)位于盛料盒(3)两侧便于取样和移动，充填料(2)置于盛料盒(3)内，铁质重锤(1)在需要测试时模拟人员立于充填料(2)上方。
2.根据权利要求1所述的采场多次充填间隔时间确定简易装置，其特征在于：所述铁质重锤(1)模拟成年人站在充填体上的压强，铁质重锤(1)高度为15-20cm，直径为5-15cm。
3.根据权利要求1所述的采场多次充填间隔时间确定简易装置，其特征在于：所述盛料盒(3)横截面为矩形或圆形，矩形短边长不小于30cm，圆形直径不小于30cm，盛料盒(3)高度不小于15cm。
4.根据权利要求1所述的采场多次充填间隔时间确定简易装置，其特征在于：所述充填料(2)表面与盛料盒(3)上表面的距离为1-5cm。
5.应用权利要求1所述的采场多次充填间隔时间确定简易装置的方法，其特征在于：包括步骤如下：
S1：根据需要，加工铁质重锤(1)、充填料(2)、盛料盒(3)及料盒提手(4)；
S2：充填过程中，在搅拌槽与充填钻孔之间采用盛料盒(3)取样，将取得的试样在养护室静置；
S3：每间隔1-2h，将铁质重锤(1)缓慢放置于盛料盒(3)内的充填料(2)上方，并测量其沉陷高度，根据相似原理，成年人站立于采场充填料(2)上方，沉陷高度不大于其身高的1/100时，即认为采场凝固、能够行人；因此，当铁质重锤(1)沉陷高度为铁质重锤(1)高度的1/100即0.15-0.2cm时，认为充填料凝固，能够进行下次充填。
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