CN111663958A - 一种采矿、尾矿综合利用设备组及自动化控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采矿及尾矿综合利用的技术领域，具体公开了一种采矿、尾矿综合利用设备组及自动化控制系统，包括主矿井提升设备，尾矿综合利用机组包括磁选机组、过滤机组、浓缩和回填机组和脱水传送机组。本发明的有益效果为：在矿井的各个巷道内轨道上设置有行走机构，根据采矿巷道的不断延伸，行走机构带动分基站跟进采矿进度，不仅能够获取采矿现场视频信息，还能够保证采矿人员与设备机组的工况信息准确传递到总基站，自动化程度高，再者对于地上尾矿处理组，通过中磁磁选、弱磁磁选能够筛选出品位较高的粗矿，而后这些粗矿传送回选矿主厂房进行再选，提高选矿的品位，达到了综合利用的效果。

Description

一种采矿、尾矿综合利用设备组及自动化控制系统

技术领域

本发明涉及矿井采矿及尾矿综合利用技术领域，尤其是涉及一种采矿、尾矿综合利用设备组及自动化控制系统。

背景技术

矿井采矿中，对于尾矿采用堆积的方式堆积在场外或其他地方，然而这种方式不仅占用空间，而且存在一定的浪费资源的问题。

为了克服上述的问题,现有技术中，例如中国专利（专利号：ZL201720858602.X，专利名称：一种含泥铁尾矿资源化处理系统），其技术方案为：一种含泥铁尾矿资源化处理系统，包括圆筒筛、与圆筒筛分别连接的矿泥摇床和膏体浓缩机、与矿泥摇床连接的强磁选机、与强磁选机连接的球磨机、与球磨机连接的脱水磁选机、与强磁选机和脱水磁选机连接的沉淀池，所述的矿泥摇床还与膏体浓缩机连接，膏体浓缩机还与膏体充填系统连接，沉淀池还与混凝土生产系统连接。

其解决的技术问题为：大多数矿山资源的品位较低，在选矿流程中排出大量的尾矿，随着矿产资源利用程度的提高，矿石的可开采品位相应降低，尾矿排出量也在增加。目前我国的尾矿综合利用率较低，大量的尾矿通常是堆放在尾矿库中，不仅占用了大量土地，而且尾矿资源也没有得到合理利用，同时对周边地区造成环境污染和安全隐患。

然而上述技术方案仍然存在以下问题：

1.对于矿井下设备没有涉及，尤其是井下通信系统；对于尾矿磁选没有进行细致有效的分析，选出的粗矿品位较低，而且对上述较低品位的粗矿没有进一步处理。膏体浓缩的过程中，需要向机体内添加絮凝剂来促进浆体浓缩成膏体，上述设备在进行加料时，没有对初加入到机体内的浆体以及絮凝剂进行初步混合，导致膏体与絮凝剂混合不均匀，延长了膏体浓缩时间。膏体浓缩完毕后，排料困难，对于传送距离较远的搅拌充填系统，传送动力不足，而且整体自动化程度低。

因此，有必要提出一种采矿、尾矿综合利用设备组及自动化控制系统，以解决上述技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的是提供一种采矿、尾矿综合利用设备组，在包括传统井下采矿设备的情况下，在矿井的各个巷道内轨道上设置有行走机构，根据采矿巷道的不断延伸，行走机构带动分基站跟进采矿进度，不仅能够获取采矿现场视频信息，还能够保证采矿人员与设备机组的工况信息准确传递到总基站，再者对于地上尾矿处理组，通过中磁磁选、弱磁磁选能够筛选出品位较高的粗矿，而后这些粗矿传送回选矿主厂房进行再选，提高选矿的品位，能够对尾矿通过混合仓，可以对待加入到机体内的浆体以及絮凝剂进行充分混合，能够缩短浆体的浓缩时间，提高浓缩效率，磁选后的尾矿可作为建筑材料使用，避免了资源浪费，能够选出较高品位的铁矿，剩余尾矿一部分经过膏体浓缩机浓缩后，填充到矿井下，减少了地上堆积，一部分进过筛水后可作为建筑材料，达到了综合利用的效果。

本发明的第二个目的是提供一种采矿、尾矿综合利用设备组控制系统，能够准备获取井下各个巷道以及各个机组的工况信息，用于处理或响应上述信息，并反馈信号源启动设备，还能实时监控井下工况，能够实时控制地上尾矿处理设备的开启与关闭。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案得以实现的：为了便于理解，以下发明内容采用地下和地上部分分开叙述的方式阐述：

一种采矿、尾矿综合利用设备组，包括采矿设备组（地下）和尾矿综合利用设备组（地上）。

采矿设备组：包括安装在主矿井顶部的提升机构，所述主矿井的下部连通有若干个开采巷道，每个所述的巷道内铺设有轨道，还包括行走于轨道上的运输机车，所述的轨道的外侧面设有行走机构，所述行走机构的上设有安装杆，所述安装杆的上部设有通信分基站，所述通信分基站上设有与其通信连接的摄像头。

通过采用上述技术方案：轨道一方面用于运输机车往复行走，运送开采的矿石，其在本技术方案中，还有一个重要作用，就是用于为行走机构提供支撑，行走机构带动分基站移动，随着开采的进度，更接近巷道内的采矿设备和工作人员，便于无失真或者少噪音的收集采矿设备的工况信息，传输至总基站，再由总基站传送至控制中心进行监控和反馈控制信号，摄像头可采集采矿工况视频信号，经传输、处理器解码显示于控制中心的显示器。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述的行走机构包括行走电机，所述轨道的外侧上、下均设有齿条，所述行走电机的输出轴上设有与齿条配合的齿轮，所述轨道的外侧还设有对电机进行限位的限位结构。

通过采用上述技术方案：行走电机通过齿条和齿轮的配合，在轨道外侧移动，为了防止电机壳体转动，设置限位结构，限位结构可以保证行走电机沿着轨道外侧行走，从而带动分基站移动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述的限位结构包括连接部和限位部，所述连接部一端与轨道外侧壁连接，所述连接部的另一端连接限位部，所述限位部上设有限位槽，所述限位槽内卡接行走电机外壳的凸起，所述行走电机的外壳末端连接安装杆。

通过采用上述技术方案：通过设置限位卡槽，将行走电机外壳的凸起卡接在上述卡槽内，电机本体不会发生自传，使得电机只能沿着轨道的移动，从而带动分基站移动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装杆包括横向连接部和竖向安装部，所述横向连接部一端与行走电机的壳体末端连接，横向连接部的另一端与竖向安装部连接，所述竖向安装部的上部设置有通信分基站以及摄像头。

通过采用上述技术方案：横向连接部用于与行走电机壳体外端连接，使安装杆能随着行走电机的移动而移动，竖向安装部用于安装分基站和摄像头。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述连接部的下侧设有密封板，所述密封板、行走电机外壳、轨道外侧壁以及连接壁外侧壁组成电机线缆腔体。

通过采用上述技术方案：电机的线缆设置在电缆腔体内，避免线缆缠绕、凌乱的问题。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述行走电机为伺服电机，所述伺服电机的控制信号由控制中心经总基站和通信分基站传入。

通过采用上述技术方案：可以程序化设置、驱动伺服电机，以一定的速度移动，或者阶段性的移动，达到接近采矿工位的目的。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述提升机构包括提升电机、以及提升电机带动的绞盘，所述绞盘上设有提升钢丝绳，所述的提升钢丝绳上设有用于提升矿石的箕斗。

通过采用上述技术方案：便于将各个巷道内，采取的矿石经整合，提升至地面。

尾矿综合利用设备组包括磁选机组、过滤机组、浓缩和回填机组和脱水传送机组；

所述磁选机组包括中磁磁选机和弱磁磁选机，中磁磁选机尾矿进入浓缩和回填机组，中磁磁选机的精矿自流至弱磁磁选机，弱磁磁选机的精矿为低品位铁精矿，进入弱磁精矿泵池；

所述过滤机组至少包括2台用于过滤粉料的过滤机，过滤机的进料端与弱磁磁选机的尾矿出口连通；

所述浓缩机组和回填机组包括旋流器、膏体浓缩机和膏体搅拌填充机，所述旋流器设置在膏体浓缩机的顶部，所述膏体浓缩机的底部连通膏体搅拌填充机；

所述脱水传送机组包括多个脱水振动筛，脱水振动筛的底部通过管道连通至旋流器给矿泵池，脱水振动筛的前部设有第一渣料传送带组。

通过采用上述技术方案：先经过中磁磁选机进行磁选，此时由于磁场强度较大，磁选出的铁矿矿粉含杂质较多，为了进一步去除上述杂质，再通过弱磁磁选机进行磁选，得到的铁矿粉品位升高，之后将上述铁矿粉送回选矿主厂房进行进一步的筛选，选出符合标准的铁精粉；

过滤机组将经过弱磁磁选后的尾矿进行过滤，过滤后的粉渣油脱水传送机组的第二渣料传送带组传送至磁选厂房外，作为建筑材料使用，达到了综合利用的一个效果。

膏体浓缩机用于将经过磁选后的尾矿进行浓缩，使其呈膏体状态，然后输送膏体搅拌填充机，由膏体搅拌填充机将上述膏体填充到矿井下的采空区，避免采空区塌陷的危险，实现了综合利用的另一个效果；

脱水振动筛将旋流器的溢流进行脱水，脱出的水可以作为循环水再次使用，节约了水资源，筛上粉渣经过第一渣料传送带组传送至磁选厂房外，作为建筑材料使用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述中磁磁选机的进料口通过第一管道与选矿主厂房的尾矿槽连通，中磁磁选机的尾矿槽通过第二管道连通至旋流器给矿泵池，中磁磁选机的出料口通过第三管道与弱磁磁选机的进料口连通，中磁磁选机的精矿通过第三管道自流至弱磁磁选机的进料口，弱磁磁选机的精矿槽通过第四管道连通弱磁精矿泵池；

所述过滤机组包括两台盘式过滤机，盘式过滤机的进料口通过第五管道与弱磁磁选机的尾矿槽连通，弱磁磁选机的尾矿通过第五管道进入到盘式过滤机，所述盘式过滤机的下部设有第二渣料传送带组；

所述旋流器的进料口通过第六管道以及渣浆泵与旋流器给矿泵池连通，旋流器溢流通过管体自流进入膏体浓缩机进行膏体浓缩，所述膏体浓缩机的膏体出口通过第七管道与膏体搅拌填充机的进料口连接，膏体浓缩机的吸水槽的排水管通过第八管道连通循环水槽，旋流器的底部通过通过第九管道和第十管道分别连通膏体搅拌填充机的进料口和分矿箱，所述分矿箱通过第十一管道连通至脱水振动筛的进料端；

所述脱水传送机组包括4个脱水振动筛，脱水振动筛的底部通过第十二管道连通至旋流器给矿泵池，脱水振动筛的前部设有第一渣料传送带组。

通过采用上述技术方案：上述各个设备通过各自之间的管道连通，实现了矿浆的分步传送，组成了整个的磁选以及填充的生产线，该生产线分支、分工明确，易于自动化控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述膏体浓缩机包括机体，所述机体的顶部设有安装架，所述安装架上安装有动力机构及进料混合仓，所述动力机构的动力轴穿过进料混合仓的动力轴穿过腔后延伸至机体内，所述机体内部分为上料段、第一锥体段和第二锥体段，所述第一锥体段内设有与动力轴连接的第一耙架，所述第二锥体段内设有与动力轴连接的第二耙架，所述第一锥体段的内侧壁设有若干耙齿，所述第一锥体段的锥角角度大于第二锥体段的锥体角度，所述第二锥体段的底部设有膏体出口，所述膏体出口连接第七管道，所述上料段的内侧壁上设有吸水槽，吸水槽的排水管连接第八管道。

通过采用上述技术方案：为了保证机体的平衡，动力机构和进料混合仓的中心线与机体的中心线重合，进料混合仓连接进料管和辅料供料装置，动力机构带动机体内部的第一耙架和第二耙架转动，对机体内的浆体进行扰流搅拌、浓缩，通过搅拌破坏浓相层中的平衡状态，造成浓相层中形成低压区，低压区形成浓相层中水的通道，便于分离出来的水向上移动至上料段的吸水槽，由排水管吸出机体，提高了浆体浓缩的效率，耙齿与第一耙架和第二耙架配合对浆体进行搅拌，第一锥体段的锥角角度大于第二锥体段的锥体角度，便于浆体在第二锥体段内高压力浓缩。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述进料混合仓包括仓体，仓体上设有固定连接部，固定连接部与安装架固定连接，所述的仓体中部设有动力轴穿过腔，所述仓体的上部设有进料扰流部，仓体的顶部设有辅料分散部，所述进料扰流部的下部连接分流板，所述仓体的内部设有混料扰流部，仓体的中上部设有若干个出料口，所述出料口的位置高度高于分流板的最低端。

通过采用上述技术方案：由于进料混合仓设置在机体的上部中心位置，为了保证机体的平衡设置动力轴穿过腔，其用于动力轴穿过仓体延伸至机体内，进料扰流部的作用为：一是对进入到仓体内的浆体进行扰流，二是对加入的辅料进行扰流，辅料分散部对待加入的辅料进行分流，分流后的辅料在下降的过程中碰触到进料扰流部的上部外壁，对辅料进一步打散，使其与浆体混合更为均匀，混料扰流部对仓体内的浆体和辅料进一步混合，缩短其在机体内的浓缩时间，分流板对刚进入仓体内浆体和辅料与将排出仓体的浆体和辅料进行分流，使浆体和辅料在仓体内由上至下再向上排出仓体，增加了其混合时间，提高了混合效果，混合后由出料口排出仓体，为了保证浆体和辅料的上述流动方向，设置出料口的位置高于分流板的最低端。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述进料扰流部包括与旋流器的溢流出口连接的管体，所述管体的内端部上侧管壁向下倾斜形成扰流板，所述的管体的内端部下侧抵接分流板，所述分流板通过连接杆与仓体内壁连接；

所述的辅料分散部包括辅料进料主管，所述辅料进料主管上设有若干分散管，辅料进料主管与辅料进料装置的出口连通，所述分散管的开口朝向进料扰流部；

所述的混料扰流部为设置于动力轴穿过腔外壁上的若干个凸起。

通过采用上述技术方案：上侧管壁向下倾斜对浆体进行导流、扰流，使浆体流入到仓体的内部，分流板与动力轴穿过腔之间，分流板为一环形板，通过连接杆与仓体内壁连接，分流板的顶部与进料扰流部抵接，能够彻底的将进料和出料进行分流。

辅料进料主管为环形管，辅料进入到辅料进料主管内，通过连通在其上的分散管进行分散出来，分散出来的辅料打落到进料扰流部的背部折弯处，进一步分散，便于与浆体充分混合。

浆体和辅料在凸起的扰动作用下，进一步充分混合，缩短浓缩时间。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述辅料进料主管为环形管，所述分散管分布在环形管上并与环形管连通，所述的分散管的出料口高于进料扰流部，所述出料口处设有导流罩。

通过采用上述技术方案：分散管的出料口高于进料扰流部能够使得辅料分散处后，碰撞到进料扰流部的背侧，进一步分散，便于后期与浆体充分的混合，导流罩对混合后的浆体在排出出料口时，能够将其分散，便于混合。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述的动力机构包括电机以及与电机轴连接的减速器，所述减速器的输出轴连接动力轴；

所述的动力轴的尾部与轴承座转动连接，轴承座固定安装在机体底部，动力轴的末端设有螺旋出料片；

所述的第一耙架和第二耙架上均设有扰流杆，所述耙齿与第一锥体段的内侧壁平行设置。

通过采用上述技术方案：通过电机和减速器的配合，能够为动力轴提供较大的转动力，动力轴带动第一耙架和第二耙架转动，对机体内的浆体进行搅动，实现浓缩浆体。

轴承座对动力轴提供一个径向支撑力，保证了动力轴的位置稳定性，螺旋出料片能够将浓缩后的膏体推送处机体，便于出料。

扰流杆可以对浆体进行充分的搅拌，耙齿与第一锥体段的内侧壁平行设置可以节省机体内部实际的浆体容量空间，通过螺栓紧固固定连接部与安装架实现进料混合仓的安装。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案得以案实现的：

一种采矿、尾矿综合利用设备组自动化控制系统，其特征在于，包括井下采矿设备组控制系统和尾矿综合利用设备组控制系统，还包括总基站，所述总基站与各个巷道内的通信分基站通信连接，所述总基站与地上控制中心通信连接，所述控制中心控制提升电机的启止，还包括控制排风机组开关的第一继电器、控制排水机组开关的第二继电器，所述第一继电器和第二继电器通过总基站与控制中心通信连接；

尾矿综合利用设备组中的第一至第十二管道上均设有电磁阀，所述电磁阀由控制中心通过总基站传递信号开启或关闭；所述尾矿综合利用设备组中的设备上均设有继电开关，所述继电开关由控制中心通过总基站传递信号开启或关闭。

所述的控制中心包括处理器和显示器，显示器与处理器连接，所述处理器响应总基站的信号。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1、在矿井的各个巷道内轨道上设置有行走机构，根据采矿巷道的不断延伸，行走机构带动分基站跟进采矿进度，不仅能够获取采矿现场视频信息，还能够保证采矿人员与设备机组的工况信息准确传递到总基站，再者对于地上尾矿处理组，通过中磁磁选、弱磁磁选能够筛选出品位较高的粗矿，而后这些粗矿传送回选矿主厂房进行再选，提高选矿的品位，能够对尾矿通过混合仓，可以对待加入到机体内的浆体以及絮凝剂进行充分混合，能够缩短浆体的浓缩时间，提高浓缩效率，磁选后的尾矿可作为建筑材料使用，避免了资源浪费，能够选出较高品位的铁矿，剩余尾矿一部分经过膏体浓缩机浓缩后，填充到矿井下，减少了地上堆积，一部分进过筛水后可作为建筑材料，达到了综合利用的效果。

2、能够准备获取井下各个巷道以及各个机组的工况信息，用于处理或响应上述信息，并反馈信号源启动设备，还能实时监控井下工况，能够实时控制地上尾矿处理设备的开启与关闭。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明的轨道与行走机构配合正面结构示意图。

图3是本发明的轨道与行走机构配合侧面结构示意图。

图4是本发明的图3中A处的放大结构示意图。

图5是本发明生产线的整体结构示意图。

图6是本发明图5的A-A向结构示意图。

图7是本发明图5的B-B向结构示意图。

图8是本发明图5的C-C向结构示意图。

图9是本发明的膏体浓缩机的内部结构示意图。

图10是本发明的进料混合仓的结构示意图。

图11是本发明的辅料分散部的结构示意图。

图12是本发明的控制系统框架图。

图中标记：

100、主矿井；110、提升机构；111、提升电机；112、绞盘；113、提升钢丝绳；120、巷道；130、轨道；140、运输机车；150、行走机构；151、行走电机；152、齿条；153、齿轮；154、限位结构；1541、连接部；1542、限位部；1543、限位槽；1544、凸起；1545、密封板；160、安装杆；161、横向连接部；162、竖向安装部；170、通信分基站；180、摄像头；190、电机线缆腔体；200、总基站；210、控制中心；211、处理器；212、显示器；220、第一继电器；230、第二继电器；

1000、磁选机组；1100、中磁磁选机；1200、弱磁磁选机；1300、弱磁精矿泵池；2000、过滤机组；2100、盘式过滤机；3000、浓缩和回填机组；3100、膏体浓缩机；3101、仓体；3102、固定连接部；3103、动力轴穿过腔；3104、进料扰流部；3105、管体；3106、扰流板；3107、辅料分散部；3108、辅料进料主管；3109、分散管；3110、分流板；3111、混料扰流部；3112、出料口；3113、导流罩；3114、连接杆；3115、机体；3116、安装架；3117、动力机构；3118、电机；3119、减速器；3120、上料段；3121、吸水槽；3122、排水管；3123、第一锥体段；3124、第一耙架；3125、耙齿；3126、第二锥体段；3127、第二耙架；3128、膏体出口；3129、轴承座；3130、螺旋出料片；3131、扰流杆；3132、进料混合仓；3200、旋流器；3300、膏体搅拌填充机；4000、脱水传送机组；4100、脱水振动筛；4200、磨矿泵池；4300、第一渣料传送带组；4400、第二渣料传送带组；5000、第一管道；5001、第二管道；5003、旋流器给矿泵池；5004、第三管道；5005、第四管道；5006、第五管道；5007、第六管道；5008、第七管道；5009、第八管道；5010、第九管道；5011、第十管道；5012、分矿箱；5013、第十一管道；5014、渣浆泵；5015、第十二管道；5016、电磁阀；5017、继电开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，一种采矿、尾矿综合利用设备组，包括采矿设备组（地下）和尾矿综合利用设备组（地上）。

采矿设备组：包括安装在主矿井100顶部的提升机构110，主矿井100的下部连通有若干个开采巷道120，每个所述的巷道120内铺设有轨道130，还包括行走于轨道130上的运输机车140，所述的轨道130的外侧面设有行走机构150，所述行走机构150的上设有安装杆160，安装杆160的上部设有通信分基站170，所述通信分基站170上设有与其通信连接的摄像头180。轨道130一方面用于运输机车140往复行走，运送开采的矿石，其在本技术方案中，还有一个重要作用，就是用于为行走机构150提供支撑，行走机构150带动分基站移动，随着开采的进度，更接近巷道120内的采矿设备和工作人员，便于无失真或者少噪音的收集采矿设备的工况信息，传输至总基站200，再由总基站200传送至控制中心210进行监控和反馈控制信号，摄像头180可采集采矿工况视频信号，经传输、处理器211解码显示于控制中心210的显示器212。

提升机构110包括提升电机111、以及提升电机111带动的绞盘112，所述绞盘112上设有提升钢丝绳113，所述的提升钢丝绳113上设有用于提升矿石的箕斗。便于将各个巷道120内，采取的矿石经整合，提升至地面。

参照图2，为了能够实现通信分基站170的移动，设置行走机构150，行走机构150包括行走电机151，所述轨道130的外侧上、下均设有齿条152，所述行走电机151的输出轴上设有与齿条152配合的齿轮153，所述轨道130的外侧还设有对电机进行限位的限位结构154。行走电机151通过齿条152和齿轮153的配合，在轨道130外侧移动，为了防止电机壳体转动，设置限位结构154，限位结构154可以保证行走电机151沿着轨道130外侧行走，从而带动分基站移动。

参照图3，安装杆160包括横向连接部161和竖向安装部162，所述横向连接部161一端与行走电机151的壳体末端连接，横向连接部161的另一端与竖向安装部162连接，所述竖向安装部162的上部设置有通信分基站170以及摄像头180。横向连接部161用于与行走电机151壳体外端连接，使安装杆160能随着行走电机151的移动而移动，竖向安装部162用于安装分基站和摄像头180。连接部1541的下侧设有密封板1545，所述密封板1545、行走电机151外壳、轨道130外侧壁以及连接壁外侧壁组成电机线缆腔体190。电机的线缆设置在电缆腔体内，避免线缆缠绕、凌乱的问题，还可防水。

行走电机151为伺服电机，所述伺服电机的控制信号由控制中心210经总基站200和通信分基站170传入。可以程序化设置、驱动伺服电机，以一定的速度移动，或者阶段性的移动，达到接近采矿工位的目的。

参照图4，限位结构154包括连接部1541和限位部1542，所述连接部1541一端与轨道130外侧壁连接，所述连接部1541的另一端连接限位部1542，所述限位部1542上设有限位槽1543，所述限位槽1543内卡接行走电机151外壳的凸起1544，所述行走电机151的外壳末端连接安装杆160。通过设置限位槽1543，将行走电机151外壳的凸起1544卡接在上述卡槽内，电机本体不会发生自传，使得电机只能沿着轨道130的移动，从而带动分基站移动。

参照图5和图6，本实施例的第一个目的是通过以下实施方式得以实现的：

一种尾矿综合利用生产线，包括磁选机组1000、过滤机组2000、浓缩和回填机组3000和脱水传送机组4000；

其中，磁选机组1000包括中磁磁选机1100和弱磁磁选机1200，中磁磁选机1100尾矿进入浓缩和回填机组3000，中磁磁选机1100的精矿自流至弱磁磁选机1200，弱磁磁选机1200的精矿为低品位铁精矿，进入弱磁精矿泵池1300；

其中，过滤机组2000至少包括2台用于过滤粉料的过滤机2100，过滤机2100的进料端与弱磁磁选机1200的尾矿出口连通；

其中，浓缩机组和回填机组包括旋流器3200、膏体浓缩机3100和膏体搅拌填充机3300，所述旋流器3200设置在膏体浓缩机3100的顶部，所述膏体浓缩机3100的底部连通膏体搅拌填充机3300；

其中，脱水传送机组4000包括多个脱水振动筛4100，脱水振动筛4100的底部通过管道连通至旋流器给矿泵池5003，脱水振动筛的前部设有第一渣料传送带组4300。

在本实施例方式中，选矿主厂房进来的尾矿，先经过中磁磁选机1100进行磁选，此时由于磁场强度较大，磁选出的铁矿矿粉含杂质较多，为了进一步去除上述杂质，再通过弱磁磁选机1200进行磁选，得到的铁矿粉品位升高，之后将上述铁矿粉送回选矿主厂房进行进一步的筛选，选出符合标准的铁精粉；过滤机组2000将经过弱磁磁选后的尾矿进行过滤，过滤后的粉渣油脱水传送机组4000的第二渣料传送带组4400传送至磁选厂房外，作为建筑材料使用，达到了综合利用的一个效果。膏体浓缩机3100用于将经过磁选后的尾矿进行浓缩，使其呈膏体状态，然后输送膏体搅拌填充机3300，由膏体搅拌填充机3300将上述膏体填充到矿井下的采空区，避免采空区塌陷的危险，实现了综合利用的另一个效果；脱水振动筛4100将旋流器3200的溢流进行脱水，脱出的水可以作为循环水再次使用，节约了水资源，筛上粉渣经过第一渣料传送带组4300传送至磁选厂房外，作为建筑材料使用。

参照图6和图8，中磁磁选机1100的进料口通过第一管道5000与选矿主厂房的尾矿槽连通，中磁磁选机1100的尾矿槽通过第二管道5001连通至旋流器给矿泵池5003，中磁磁选机1100的精矿通过第三管道5004自流至弱磁磁选机1200的进料口，弱磁磁选机1200的精矿槽通过第四管道5005连通弱磁精矿泵池1300；

其中，在本实施例中，过滤机组2000包括两台盘式过滤机2100，一台可以作为备用，根据处理量的需求，两台可同时作业，盘式过滤机2100的进料口通过第五管道5006与弱磁磁选机1200的尾矿槽连通，弱磁磁选机1200的尾矿通过第五管道5006进入到盘式过滤机2100，所述盘式过滤机2100的下部设有第二渣料传送带组4400；

其中，在本实施例中，旋流器3200的进料口通过第六管道5007以及渣浆泵5014与旋流器给矿泵池5003连通，旋流器3200溢流通过管体3105自流进入膏体浓缩机3100进行膏体浓缩，所述膏体浓缩机3100的膏体出口3128通过第七管道5008与膏体搅拌填充机3300的进料口连接，膏体浓缩机3100的吸水槽3121的排水管3122通过第八管道5009连通循环水槽，旋流器3200的底部通过第九管道5010和第十管道5011分别连通膏体搅拌填充机3300的进料口和分矿箱5012，所述分矿箱5012通过第十一管道5013连通至脱水振动筛4100的进料端；

参照图7，所脱水传送机组4000包括4个脱水振动筛4100，脱水振动筛4100的底部通过第十二管道5015连通至旋流器给矿泵池5003，脱水振动筛的前部设有第一渣料传送带组4300。上述各个设备通过各自之间的管道连通，实现了矿浆的分步传送，组成了整个的磁选以及填充的生产线，该生产线分支、分工明确，易于自动化控制。

参照图9，膏体浓缩机3100包括机体3115，所述机体3115的顶部设有安装架3116，安装架3116上安装有动力机构3117及进料混合仓，所述动力机构3117的动力轴穿过进料混合仓3132的动力轴穿过腔3103后延伸至机体3115内，所述机体3115内部分为上料段3120、第一锥体段3123和第二锥体段3126，所述第一锥体段3123内设有与动力轴连接的第一耙架3124，所述第二锥体段3126内设有与动力轴连接的第二耙架3127，所述第一锥体段3123的内侧壁设有若干耙齿3125，所述第一锥体段3123的锥角角度大于第二锥体段3126的锥体角度，所述第二锥体段3126的底部设有膏体出口3128，所述膏体出口3128连接第七管道5008，所述上料段3120的内侧壁上设有吸水槽3121，吸水槽3121的排水管3122连接第八管道5009。

为了保证机体3115的平衡，动力机构3117和进料混合仓3132的中心线与机体3115的中心线重合，进料混合仓3132连接进料管和辅料供料装置，动力机构3117带动机体3115内部的第一耙架3124和第二耙架3127转动，对机体3115内的浆体进行扰流搅拌、浓缩，通过搅拌破坏浓相层中的平衡状态，造成浓相层中形成低压区，低压区形成浓相层中水的通道，便于分离出来的水向上移动至上料段3120的吸水槽3121，由排水管3122吸出机体3115，吸水槽3122的端口处设有滤网，防止堵塞排水管3122，提高了浆体浓缩的效率，耙齿3125与第一耙架3124和第二耙架3127配合对浆体进行搅拌，第一锥体段3123的锥角角度大于第二锥体段3126的锥体角度，便于浆体在第二锥体段3126内高压力浓缩。

作为本实施例优选的，动力机构3117包括电机3118以及与电机3118轴连接的减速器3119，减速器3119的输出轴连接动力轴；动力轴的尾部与轴承座3129转动连接，轴承座3129固定安装在机体3115底部，动力轴的末端设有螺旋出料片3130；轴承座3129对动力轴提供一个径向支撑力，保证了动力轴的位置稳定性，螺旋出料片3130能够将浓缩后的膏体推送处机体3115，便于出料。

第一耙架3124和第二耙架3127上均设有扰流杆3131，所述耙齿3125与第一锥体段3123的内侧壁平行设置。通过电机3118和减速器3119的配合，能够为动力轴提供较大的转动力，动力轴带动第一耙架3124和第二耙架3127转动，对机体3115内的浆体进行搅动，实现浓缩浆体。

扰流杆3131可以对浆体进行充分的搅拌，耙齿3125与第一锥体段3123的内侧壁平行设置可以节省机体3115内部实际的浆体容量空间，通过螺栓紧固固定连接部3102与安装架3116实现进料混合仓3132的安装。

参照图10，进料混合仓3132包括仓体3101，仓体3101上设有固定连接部3102，固定连接部3102与安装架3116固定连接，所述的仓体3101中部设有动力轴穿过腔3103，所述仓体3101的上部设有进料扰流部3104，仓体3101的顶部设有辅料分散部3107，所述进料扰流部3104的下部连接分流板3110，所述仓体3101的内部设有混料扰流部3111，仓体3101的中上部设有若干个出料口3112，所述出料口3112的位置高度高于分流板3110的最低端。

由于进料混合仓3132设置在机体3115的上部中心位置，为了保证机体3115的平衡设置动力轴穿过腔3103，其用于动力轴穿过仓体3101延伸至机体3115内，进料扰流部3104的作用为：一是对进入到仓体3101内的浆体进行扰流，二是对加入的辅料进行扰流，辅料分散部3107对待加入的辅料进行分流，分流后的辅料在下降的过程中碰触到进料扰流部3104的上部外壁，对辅料进一步打散，使其与浆体混合更为均匀，混料扰流部3111对仓体3101内的浆体和辅料进一步混合，缩短其在机体3115内的浓缩时间，分流板3110对刚进入仓体3101内浆体和辅料与将排出仓体3101的浆体和辅料进行分流，使浆体和辅料在仓体3101内由上至下再向上排出仓体3101，增加了其混合时间，提高了混合效果，混合后由出料口3112排出仓体3101，为了保证浆体和辅料的上述流动方向，设置出料口3112的位置高于分流板3110的最低端。

其中，在本实施中，进料扰流部3104包括与旋流器3200的溢流出口连接的管体3105，管体3105的内端部上侧管壁向下倾斜形成扰流板3106，管体3105的内端部下侧抵接分流板3110，分流板3110通过连接杆3114与仓体3101内壁连接；

其中，在本实施中，辅料分散部3107包括辅料进料主管3108，辅料进料主管3108上设有若干分散管3109，辅料进料主管3108与辅料进料装置的出口连通，分散管3109的开口朝向进料扰流部3104；

其中，在本实施中，混料扰流部3111为设置于动力轴穿过腔3103外壁上的若干个凸起。

上侧管壁向下倾斜对浆体进行导流、扰流，使浆体流入到仓体3101的内部，分流板3110与动力轴穿过腔3103之间，分流板3110为一环形板，通过连接杆3114与仓体3101内壁连接，分流板3110的顶部与进料扰流部3104抵接，能够彻底的将进料和出料进行分流。

辅料进料主管3108为环形管，辅料进入到辅料进料主管3108内，通过连通在其上的分散管3109进行分散出来，分散出来的辅料打落到进料扰流部3104的背部折弯处，进一步分散，便于与浆体充分混合。浆体和辅料在凸起的扰动作用下，进一步充分混合，缩短浓缩时间。

参照图11，在本实施例中，辅料进料主管3108为环形管，所述分散管3109分布在环形管上并与环形管连通，所述的分散管3109的出料口3112高于进料扰流部3104，所述出料口3112处设有导流罩3113。分散管3109的出料口3112高于进料扰流部3104能够使得辅料分散处后，碰撞到进料扰流部3104的背侧，进一步分散，便于后期与浆体充分的混合，导流罩3113对混合后的浆体在排出出料口3112时，能够将其分散，便于混合。

为了能够更好的对尾矿进行磁选，中磁磁选机1100采用顺流型筒式尾矿回收中磁磁选机，其磁场强度为0.4T，所述弱磁磁选机1200采用鼓形湿法弱磁选机，其磁场强度为0.18T。

尾矿组成及品位分布如表1。

表1 综合尾矿粒度组成及品位分布

从表1可以看出，综合尾矿中-200目含量为44.81%，-325目含量为29.63%，综合品位为15.44%，各粒级的品位波动范围为12.44%-18.03%。较细的粒级含铁品位相对较高，其中-325目粒级的品位最高为18.03%。其中+60目粒级含铁品位最低，为12.44%。从各粒级铁分布率变化情况来看，铁主要分布在-325目的粒级中，该粒级中铁的分布率为34.61%。

为了回收尾矿中的氧化铁、硅酸铁等弱磁性铁矿物，以回收磁性铁后（0.14T）综合尾矿（品位为15.07%）为原料，采用顺流型筒式尾矿回收中磁磁选机，在不同磁场强度条件下进行尾矿中弱磁性铁矿物的回收试验，实验结果见表2。

表2综合尾矿磁选实验结果

由表2可知，随着磁场强度的增大，精矿产率增大，品位降低，回收率升高。根据精矿品位和回收率的变化规律，最终推荐磁滚筒的磁场强度为0.40T，对应精矿品位为25.63%，产率为5.29%，回收率为9.00%。

综合以上实验结果可以发现：采用中磁磁选机1100能获得较高铁品位的产品，但是产率和回收率较低。综合现有技术手段及经济情况，最终推荐中磁磁选机1100的磁场强度为0.40T，分选得到铁品位为25.63%，产率为5.29%，回收率为9%的铁质校正剂。

实验室采用XCRS型鼓形湿法弱磁磁选机对综合尾矿进行磁选实验，磁场强度分别为H=0.14T、0.16T、0.18T，实验结果见表3。

表3综合尾矿磁滚筒实验结果

由结果可知，随着磁场强度的升高，精矿产率不断增大，品位不断降低，回收率不断提高。当磁场强度为0.18T时，分选得到精矿的品位为46.51%，对应作业产率为1.46%，全铁回收率为4.40%，磁性铁回收率为62.11%，同时再选尾矿中磁性铁的含量可降至0.50%以下。结果表明，综合尾矿中的磁性铁具有进一步回收的潜力，最终选择弱磁再选的磁场强度为0.18T。

参照图12，本实施例的第二个目的是通过以下实施方式得以案实现的：

一种采矿、尾矿综合利用设备组自动化控制系统，包括井下采矿设备组控制系统和尾矿综合利用设备组控制系统，还包括总基站200，总基站200与各个巷道120内的通信分基站170通信连接，总基站200与地上控制中心210通信连接，控制中心210控制提升电机111的启止，还包括控制排风机组开关的第一继电器220、控制排水机组开关的第二继电器230，第一继电器220和第二继电器230通过总基站200与控制中心210通信连接；

尾矿综合利用设备组中的第一至第十二管道5015上均设有电磁阀5016，电磁阀5016由控制中心210通过总基站200传递信号开启或关闭；尾矿综合利用设备组中的设备上均设有继电开关5017，继电开关5017由控制中心210通过总基站200传递信号开启或关闭。

控制中心210包括处理器211和显示器212，显示器212与处理器211电连接，处理器211响应总基站200的信号。进行显示和反馈，实现自动化控制。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采矿、尾矿综合利用设备组，其特征在于，包括采矿设备组和尾矿综合利用设备组；

所述采矿设备组包括安装在主矿井（100）顶部的提升机构（110），所述主矿井（100）的下部连通有若干个开采巷道（120），每个所述的巷道（120）内铺设有轨道（130），还包括行走于轨道（130）上的运输机车（140），所述的轨道（130）的外侧面设有行走机构（150），所述行走机构（150）的上设有安装杆（160），所述安装杆（160）的上部设有通信分基站（170），所述通信分基站（170）上设有与其通信连接的摄像头（180）；

所述尾矿综合利用设备组包括磁选机组（1000）、过滤机组（2000）、浓缩和回填机组（3000）和脱水传送机组（4000）；

所述磁选机组（1000）包括中磁磁选机（1100）和弱磁磁选机（1200），中磁磁选机（1100）尾矿进入浓缩和回填机组（3000），中磁磁选机（1100）的精矿自流至弱磁磁选机（1200），弱磁磁选机（1200）的精矿为低品位铁精矿，进入弱磁精矿泵池（1300）；

所述过滤机组（2000）至少包括2台用于过滤粉料的过滤机，过滤机的进料端与弱磁磁选机（1200）的尾矿出口连通；

所述浓缩和回填机组（3000）包括旋流器（3200）、膏体浓缩机（3100）和膏体搅拌填充机（3300），所述旋流器（3200）设置在膏体浓缩机（3100）的顶部，所述膏体浓缩机（3100）的底部连通膏体搅拌填充机（3300）；

所述脱水传送机组（4000）包括多个脱水振动筛（4100），脱水振动筛（4100）的底部通过管道连通至旋流器给矿泵池（5003），脱水振动筛（4100）的前部设有第一渣料传送带组（4300）。

2.根据权利要求1所述的采矿、尾矿综合利用设备组，其特征在于，所述提升机构（110）包括提升电机（111）、以及提升电机（111）带动的绞盘（112），所述绞盘（112）上设有提升钢丝绳（113），所述的提升钢丝绳（113）上设有用于提升矿石的箕斗，所述的行走机构（150）包括行走电机（151），所述轨道（130）的外侧上、下均设有齿条（152），所述行走电机（151）的输出轴上设有与齿条（152）配合的齿轮（153），所述轨道（130）的外侧还设有对电机进行限位的限位结构（154）；

所述中磁磁选机（1100）的进料口通过第一管道（5000）与选矿主厂房的尾矿槽连通，中磁磁选机（1100）的尾矿槽通过第二管道（5001）连通至旋流器给矿泵池（5003），中磁磁选机（1100）的出料口通过第三管道（5004）与弱磁磁选机（1200）的进料口连通，中磁磁选机（1100）的精矿通过第三管道（5004）自流至弱磁磁选机（1200）的进料口，弱磁磁选机（1200）的精矿槽通过第四管道（5005）连通弱磁精矿泵池（1300）；

所述过滤机组（2000）包括两台盘式过滤机（2100），盘式过滤机（2100）的进料口通过第五管道（5006）与弱磁磁选机（1200）的尾矿槽连通，弱磁磁选机（1200）的尾矿通过第五管道（5006）进入到盘式过滤机（2100），所述盘式过滤机（2100）的下部设有第二渣料传送带组（4400）；

所述旋流器（3200）的进料口通过第六管道（5007）以及渣浆泵（5014）与旋流器给矿泵池（5003）连通，旋流器（3200）溢流通过管体（3105）自流进入膏体浓缩机（3100）进行膏体浓缩，所述膏体浓缩机（3100）的膏体出口（3128）通过第七管道（5008）与膏体搅拌填充机（3300）的进料口连接，膏体浓缩机（3100）的吸水槽（3121）通过排水管（3122）第八管道（5009）连通循环水槽，旋流器（3200）的底部通过通过第九管道（5010）和第十管道（5011）分别连通膏体搅拌填充机（3300）的进料口和分矿箱（5012），所述分矿箱（5012）通过第十一管道（5013）连通至脱水振动筛（4100）的进料端；

所述脱水传送机组（4000）包括4个脱水振动筛（4100），脱水振动筛（4100）的底部通过第十二管道（5015）连通至旋流器给矿泵池（5003），脱水振动筛（4100）的前部设有第一渣料传送带组（4300）。

3.根据权利要求2所述的采矿、尾矿综合利用设备组，其特征在于，所述的限位结构（154）包括连接部（1541）和限位部（1542），所述连接部（1541）一端与轨道（130）外侧壁连接，所述连接部（1541）的另一端连接限位部（1542），所述限位部（1542）上设有限位槽（1543），所述限位槽（1543）内卡接行走电机（151）外壳的凸起（1544），所述行走电机（151）的外壳末端连接安装杆（160）；所述连接部（1541）的下侧设有密封板（1545），所述密封板（1545）、行走电机（151）外壳、轨道（130）外侧壁以及连接壁外侧壁组成电机线缆腔体（190），所述行走电机（151）为伺服电机，所述伺服电机的控制信号由控制中心（210）经总基站（200）和通信分基站（170）传入；所述膏体浓缩机（3100）包括机体（3115），所述机体（3115）的顶部设有安装架（3116），所述安装架（3116）上安装有动力机构（3117）及进料混合仓（3132），所述动力机构（3117）的动力轴穿过进料混合仓（3132）的动力轴穿过腔（3103）后延伸至机体（3115）内，所述机体（3115）内部分为上料段（3120）、第一锥体段（3123）和第二锥体段（3126），所述第一锥体段（3123）内设有与动力轴连接的第一耙架（3124），所述第二锥体段（3126）内设有与动力轴连接的第二耙架（3127），所述第一锥体段（3123）的内侧壁设有若干耙齿（3125），所述第一锥体段（3123）的锥角角度大于第二锥体段（3126）的锥体角度，所述第二锥体段（3126）的底部设有膏体出口（3128），所述膏体出口（3128）连接第七管道（5008），所述上料段（3120）的内侧壁上设有吸水槽（3121），吸水槽（3121）的排水管（3122）连接第八管道（5009）。

4.根据权利要求3所述的采矿、尾矿综合利用设备组，其特征在于，所述安装杆（160）包括横向连接部（161）和竖向安装部（162），所述横向连接部（161）一端与行走电机（151）的壳体末端连接，横向连接部（161）的另一端与竖向安装部（162）连接，所述竖向安装部（162）的上部设置有通信分基站（170）以及摄像头（180）；所述进料混合仓（3132）包括仓体（3101），仓体（3101）上设有固定连接部（3102），固定连接部（3102）与安装架（3116）固定连接，所述的仓体（3101）中部设有动力轴穿过腔（3103），所述仓体（3101）的上部设有进料扰流部（3104），仓体（3101）的顶部设有辅料分散部（3107），所述进料扰流部（3104）的下部连接分流板（3110），所述仓体（3101）的内部设有混料扰流部（3111），仓体（3101）的中上部设有若干个出料口（3112），所述出料口（3112）的位置高度高于分流板（3110）的最低端。

5.根据权利要求4所述的采矿、尾矿综合利用设备组，其特征在于，所述进料扰流部（3104）包括与旋流器（3200）的溢流出口连接的管体（3105），所述管体（3105）的内端部上侧管壁向下倾斜形成扰流板（3106），所述的管体（3105）的内端部下侧抵接分流板（3110），所述分流板（3110）通过连接杆（3114）与仓体（3101）内壁连接；

所述的辅料分散部（3107）包括辅料进料主管（3108），所述辅料进料主管（3108）上设有若干分散管（3109），辅料进料主管（3108）与辅料进料装置的出口连通，所述分散管（3109）的开口朝向进料扰流部（3104）；

所述的混料扰流部（3111）为设置于动力轴穿过腔（3103）外壁上的若干个凸起。

6.根据权利要求5所述的采矿、尾矿综合利用设备组，其特征在于，所述辅料进料主管（3108）固定在固定连接部（3102）与动力轴穿过腔（3103）的连接处，所述辅料进料主管（3108）为环形管，所述分散管（3109）分布在环形管上并与环形管连通，所述的分散管（3109）的出料口（3112）高于进料扰流部（3104），所述出料口（3112）处设有导流罩（3113）。

7.根据权利要求3所述的采矿、尾矿综合利用设备组，其特征在于，所述的动力机构（3117）包括电机（3118）以及与电机（3118）轴连接的减速器（3119），所述减速器（3119）的输出轴连接动力轴；

所述的动力轴的尾部与轴承座（3129）转动连接，轴承座（3129）固定安装在机体（3115）底部，动力轴的末端设有螺旋出料片（3130）；

所述的第一耙架（3124）和第二耙架（3127）上均设有扰流杆（3131），所述耙齿（3125）与第一锥体段（3123）的内侧壁平行设置。

8.根据权利要求3所述的采矿、尾矿综合利用设备组，其特征在于，所述的中磁磁选机（1100）采用顺流型筒式尾矿回收磁选机，其磁场强度为0.2-0.65T，所述弱磁磁选机（1200）采用鼓形湿法弱磁选机，其磁场强度为0.14-0.18T。

9.一种采矿、尾矿综合利用设备组自动化控制系统，其特征在于，包括井下采矿设备组控制系统和尾矿综合利用设备组控制系统，还包括总基站（200），所述总基站（200）与各个巷道（120）内的通信分基站（170）通信连接，所述总基站（200）与地上控制中心（210）通信连接，所述控制中心（210）控制提升电机（111）的启止，还包括控制排风机组开关的第一继电器（220）、控制排水机组开关的第二继电器（230），所述第一继电器（220）和第二继电器（230）通过总基站（200）与控制中心（210）通信连接；

尾矿综合利用设备组中的第一至第十二管道上均设有电磁阀（5016），所述电磁阀（5016）由控制中心（210）通过总基站（200）传递信号开启或关闭；所述尾矿综合利用设备组中的设备上均设有继电开关（5017），所述继电开关（5017）由控制中心（210）通过总基站（200）传递信号开启或关闭。

10.根据权利要求9所述的采矿、尾矿综合利用设备组自动化控制系统，其特征在于，所述的控制中心（210）包括处理器（211）和显示器（212），显示器（212）与处理器（211）电连接，所述处理器（211）响应总基站（200）的信号。

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