CN111775337A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了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，集料仓(3)的上部进料口之上设有过滤杂物的振动筛(4)，集料仓(3)的下部设有胶带输送机(6)，胶带输送机(6)的出料口位于搅拌筒(14)的上部；在水泥仓(7)的底部设有减法秤(9)，减法秤(9)的下部设有螺旋给料机(10)，螺旋给料机(10)通过输送管道与搅拌筒(14)的进料口连接；搅拌筒(14)的底部出料口与下料斗(17)的进料口之间通过浆料输送管连接，下料斗(17)的出料口通过充填钻孔或充填井(20)与平巷充填管路(21)连接。本发明具有充填连续、操作简单、适用性强、拆卸方便、运输灵活、建站时间短、基建投资少的优点，可以对物料配比、料浆浓度、流量等精准控制，防止物料堵塞。
Description
技术领域
本发明属于地下矿山充填系统技术领域，尤其涉及一种矿山充填系统的充填站，适用于各类地下矿山采用不同干料进行井下采空区充填和采场特殊部位充填的要求，对矿山尾矿存放困难以及缺少尾砂的地下矿山充填尤为适用，可以实现不同干料之间精准配料并便于充填设的拆卸、运输。
背景技术
随着国家对矿山环境保护和对安全生产要求的不断提高，采用充填法治理采空区将进一步得到重视和推广。充填法治理采空区不仅减少地压应力集中，大大降低了井下采空区坍塌、井巷冒顶片帮，有效保护地表建构物、水体，减少地质灾害发生，减少废渣、废水等有毒物质的排放量，有力保护矿山周边环境，而且符合国家倡导的绿色矿山、生态矿山、和谐矿山的理念，特别处在“三下开采”矿山，充填治理采空区是“三下开采”的基础。同时，采用充填治理采空区矿山，能够对所留的矿柱、顶柱进行回采。不仅充分利用了矿山宝贵的矿产资源，减少了资源的损失，而且增加了企业的经济效益，也是企业可持续发展的迫切需要。
充填站结构形成以及原料来源是矿山充填系统的灵魂，采用充填法的矿山基本采用立式砂仓，少数使用卧式砂仓，大型矿山采用了充填连续的深锥浓密机。这三种贮砂、溢流设备都利用了选矿厂输送的较低浓度砂浆，都存在脱水困难的问题，很少达到真正意义的“膏体”，充填站建设费用也较高。尤其是未设置选矿厂的矿山无法获得尾砂对采空区进行充填治理，拥有选矿厂的老矿山在后期治理采空区时，也无法获得充足尾砂，致使采空区得不到有效治理，导致因采空区发生地质灾害事故。
有的矿山存在矿床走向长度较大，为了保证料浆自溜输送，需要建设多座充填站，不仅增加了矿山建设成本，也增加了维护、维修费用。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，而提供一种矿山充填站的整套设备可整体拆卸，尾砂、碎石等干料与胶凝材料与水能够精准配料、混合、调整，且料浆浓度控制精确、自动化程度高的适于矿山充填系统的组合式拖运干料精准输送充填站。
为达到本发明的上述目的，本发明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采用以下技术方案：
本发明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，含有水泥仓、集料仓、搅拌筒、下料斗、自动控制系统，集料仓的侧边配备有装载干料的装载机，装载机位于上料平台上，所述干料一般为含水量低于10％的松散砂石；在集料仓的上部进料口之上设有过滤杂物的振动筛，集料仓的下部设有胶带输送机，集料仓内的干料下放至计量皮带上，并由计量皮带向胶带输送机供料；胶带输送机的出料口位于搅拌筒的上部；在水泥仓的底部设有减法秤，减法秤的下部设有螺旋给料机，胶凝材料通过减法秤向螺旋给料机供料；螺旋给料机通过输送管道与搅拌筒的进料口连接；搅拌筒的电机带动叶片高速旋转，将输送入的干料、胶凝材料、清水进行混合搅拌；搅拌筒的底部出料口与下料斗的进料口之间通过浆料输送管连接，下料斗的出料口通过充填钻孔或充填井与平巷充填管路连接；搅拌筒搅拌好的料浆通过自溜方式流向下料斗、再自溜向充填钻孔或充填井并下放到平巷充填管路，最后进入采空区或采场。
为了便于调节搅拌筒、下料斗中的浆料浓度，本发明还设有清水池、水泵，水泵的进水管与清水池连接，水泵的供水管路分别与搅拌筒的进水口、下料斗的进水口连接，在水泵的供水管路上设有调节阀，调节阀用于调节给入搅拌筒、下料斗中的清水量。外供水源向清水池内补给清水，清水池内的水由水泵通过供水管向搅拌筒、下料斗内供生产用水。
为了防止集料仓、水泥仓内的物料粘附仓壁、堵塞出料口，本发明还设有空压机，在集料仓、水泥仓的锥体仓壁上分别设有清塞机，空压机通过防堵气管与清塞机的进气口连接。空压机、防堵气管、清塞机共同构成集料仓、水泥仓的防堵塞系统，以避免物料粘壁、造成棚料现象的发生。
为了便于控制、精准计量，在搅拌筒与下料斗之间的浆料输送管上分别设有手动阀、流量计、浓度计、电磁阀；在集料仓的出料口与胶带输送机之间还设有计量皮带。
另外，本发明还配备有散装胶凝材料车，散装胶凝材料车通过物料输送管与水泥仓的进料口连接，胶凝材料运输车通过物料输送管向水泥仓内输送胶凝材料。需要说明的是，这里的水泥仓为习惯叫法，也可以称作胶凝材料仓，水泥仓内装的材料可以是其它胶凝材料。
在实际运用中，采用汽车将本发明充填站的有关设备、部件、仪表运至现场进行组装，尾砂、碎石等干料与胶凝材料(水泥、胶固粉等)按照不同配比与水进行混合，搅拌成可输送的料浆或混凝土，向地下采空区充填料浆或采场特殊部位需要的混凝土(隔离顶柱、混凝土挡墙等)。
此外，本发明还配备有自动控制系统，自动控制系统设有宽式触摸屏、接线端子、控制柜、操作台、打印机，自动控制系统分别与计量皮带、胶带输送机、减法秤、螺旋给料机、调节阀、电磁阀的控制接口连接，用来控制输送干料的计量皮带、胶带输送机的运转速度，以达到干料精准输送；用来控制胶凝材料的减法秤、螺旋给料机的转速，以达到胶凝材料精准输送；用来控制供水管路上的调节阀，以达到所需浓度的给水量；根据搅拌筒液面高度和流量计所显示数字，控制浆料输送管上的电磁阀，以达到向充填钻孔或充填井内的充填管输送料浆或混凝土的流量。
本发明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采用上述技术方案后，具有以下有益效果：
(1)该充填站能实现连续化输送料浆或混凝土，以解决井下采充不平衡问题，能在极短时间内消除采空区，减少采空区失稳、坍塌和高硫矿床所形成采空区产生硫烟、火灾问题，从而实现安全生产。
(2)该充填站与一般充填站相比，无大型设备、设施，整套设备可拆卸运输，设备安装基础量较少，具有投资少，建站快的优点。
(3)该充填站的成套设备拆卸灵活，运输方便。对于矿山的采空区分布较广，在完成服务范围内的采空区充填后，可对充填设备拆卸后，将设备运至待充服务范围的充填地点进行重新组装。
(4)对于矿山采用充填法治理采空区，有充填物料来源均可采用该充填站，特别是井下存在大量采空区，仅靠选矿厂的尾砂浆无法弥补，该充填站更显示其优越性。
(5)该充填站充填工艺简单，操作性能强，使用可靠，故障率低。
(6)可以采用尾矿库取尾砂方式进行充填，减少尾矿库的库容量，降低尾矿库运行成本。
附图说明
图1是本发明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的平面布置图；
图2是本发明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的工作原理与工艺流程图；
图3是本发明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的基础图；
图4为图3中A-A向视图。
附图标记为：1-干料；2-装载机；3-集料仓；4-振动筛；5-计量皮带；6-胶带输送机；7-水泥仓；8-散装胶凝材料车；9-减法秤；10-螺旋给料机；11-清水池；12-水泵；13-调节阀；14-搅拌筒；15-手动阀；16-电磁阀；17-下料斗；18-流量计；19-浓度计；20-充填钻孔或充填井；21-平巷充填管路；22-空压机；23-防堵气管；24-清塞机；25-堆料场；26-上料平台；27-自动化控制室；28-事故池；29-皮带托架与集料仓基础；30-皮带托架；32-自动化控制室基础；33-钢板；34-搅拌桶基础；35-水泥仓基础。
具体实施方式
为了进一步描述本发明，下面结合附图对本发明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作更详细说明。
以本发明在某铁矿井下充填应用为例。
由图1所示的本发明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的平面布置图看出，本发明充填站在平面布置上设有堆料场25，堆料场25的长度为18m，宽度为11m；上料平台26的长度为15m、宽度为8m；清水池11的长度为14m，宽度为8m，深度2m；胶带输送机6的机尾至搅拌筒14中心的长度为21m；水泥仓7容纳胶凝材料100t；控制室27的长度为3.5m，宽度为3m；搅拌筒14的直径为2m，高度为2.1m；充填钻孔20的直径168，钻孔套管为φ146×10mm的高锰无缝钢管；下料斗17的上口长宽均为1m，高度为0.6m，倾角55°；事故池28长宽均为4m，高度为1.5m。
由图2所示的本发明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的工作原理与工艺流程图并结合图1、图3看出，本发明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，含有水泥仓7、集料仓3、搅拌筒14、下料斗17、清水池11、水泵12、空压机22、散装胶凝材料车8，集料仓3的侧边配备有装载干料1的装载机2，集料仓3的下部设有胶带输送机6，在集料仓3的出料口与胶带输送机6之间还设有计量皮带5，胶带输送机6的出料口位于搅拌筒14的上部；在水泥仓7的底部设有减法秤9，减法秤9的下部设有螺旋给料机10，螺旋给料机10通过输送管道与搅拌筒14的进料口连接；搅拌筒14的底部出料口与下料斗17的进料口之间通过浆料输送管连接，下料斗17的出料口通过充填钻孔或充填井20与采空区的平巷充填管路21连接；水泵12的进水管与清水池11连接，水泵12的供水管路分别与搅拌筒14的进水口、下料斗17的进水口连接，在水泵12的供水管路上设有调节阀13，并通过调节阀13向搅拌筒14和下料斗17中供清水；在集料仓3、水泥仓7的锥体仓壁上分别设有清塞机24，空压机22通过防堵气管23与清塞机24的进气口连接，空压机22产生压缩气体经防堵气管23到达水泥仓7、集料仓3的清塞机24，清塞机24在高压气体作用下对棚料、粘壁物料实施清除；在搅拌筒14与下料斗17之间的浆料输送管上分别设有手动阀15、流量计18、浓度计19、电磁阀16；散装胶凝材料车8通过物料输送管与水泥仓7的进料口连接，胶凝材料车8将胶凝材料打入水泥仓7，水泥仓7内的胶凝材料通过减法秤9向螺旋给料机10供胶凝材料，胶凝材料最终运送至搅拌筒14。根据不同干料1经装载机2铲装，并经振动筛4滤掉杂物后，物料分别落入两个集料仓3，再经计量皮带5胶带输送机6供料，干料最终运送至搅拌筒14；输送至搅拌筒14内的干料、胶凝材料、清水在搅拌筒14叶轮的高速旋转作用下，将物料拌合均匀，料浆或混凝土依次通过手动阀门15、流量计18、浓度计19、电磁阀16到达下料斗17，再通过充填钻孔或充填井20下放到平巷充填管路21，最后进入采空区或采场。
在生产过程中，自动化控制系统对物料配比、料浆浓度、流量等精准控制起到了关键性作用，控制系统对计量皮带5实施不同物料重量控制，对减法秤9实施胶凝材料重量控制，对清水管路上调节阀13实施水量控制。
根据不同干料1经2m3装载机2铲装，并经1Kw振动筛4滤掉杂物后，物料分别落入两个均为9m3集料仓3，再经宽600mm计量皮带5向宽600mm胶带输送机6供料，干料1最终运送至45Kw搅拌筒14。20t散装胶凝材料车8将胶凝材料打入100t水泥仓7，胶凝材料通过3Kw减法秤9(计量调节范为88～470kg/分)向螺旋给料机10供胶凝材料，胶凝材料最终运送至搅拌筒14。有效容积180m3清水池11内的清水由3Kw水泵12排入供水管，并通过调节阀13向搅拌筒14和下料斗17供清水。输送至搅拌筒14内的干料、胶凝材料、清水在叶轮高速旋转作用下，将物料拌合均匀，料浆或混凝土依次通过手动阀门15、流量计18、浓度计19、电磁阀16到达下料斗17，再通过充填钻孔20下放到平巷充填管路21，最后进入采空区或采场。在生产过程中，自动化控制系统对物料配比、料浆浓度、流量等精准控制起到了关键性作用，控制系统对计量皮带5实施不同物料重量控制，对减法秤9实施胶凝材料重量控制，对清水管路上的调节阀13实施水量控制。为防止生产过程出现物料堵塞故障，清塞机24对破解物料棚料、物料粘壁起到了保驾护航作用，7.5Kw空压机22产生压缩气体经防堵气管23到达水泥仓7、集料仓3的清塞机24，清塞机24在高压气体作用下对棚料、粘壁物料实施清除。
由图3所示的本发明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的基础图并结合图2、图3看出，共分为三区。胶带输送机6及集料仓3位于基础Ⅰ区，总长度为6.8m，该基础采用凹槽结构，总宽度为2.8m。皮带托架与集料仓基础29的槽底厚度为0.6m，用来支撑胶带输送机6的皮带托架30；凹槽两边墩高0.8m，用来支撑集料仓3与计量皮带5。胶带输送机6爬斜坡基础Ⅱ区，总长度为11.3m，倾角为14°，中间采用一组混凝土墩焊接支腿用来支撑胶带输送机6的皮带托架30。Ⅲ区为胶带输送机6的机头平台，平台规格为4m×4m。
水泥仓基础35为混凝土结构，在水泥仓基础35上焊接并预埋钢板33，在钢板33上焊接四根钢管以支撑水泥仓7的重力，水泥仓7的总高度为17.83m，水泥仓7的圆柱体与锥体高度为14m，水泥仓7的锥体下口离地表高度为3.83m。搅拌桶基础34为混凝土圆柱台，直径为3m，圆柱台上表面离地面1m。自动化控制室基础32采混凝土浇筑，基础高出地面0.3m。
Claims (6)
1.一种适于矿山充填系统的组合式拖运干料精准输送充填站，含有水泥仓(7)，其特征在于：它还含有集料仓(3)、搅拌筒(14)、下料斗(17)、自动控制系统，集料仓(3)的侧边配备有装载干料(1)的装载机(2)，装载机(2)位于上料平台(22)上，在集料仓(3)的上部进料口之上设有过滤杂物的振动筛(4)，集料仓(3)的下部设有胶带输送机(6)，胶带输送机(6)的出料口位于搅拌筒(14)的上部；在水泥仓(7)的底部设有减法秤(9)，减法秤(9)的下部设有螺旋给料机(10)，螺旋给料机(10)通过输送管道与搅拌筒(14)的进料口连接；搅拌筒(14)的底部出料口与下料斗(17)的进料口之间通过浆料输送管连接，下料斗(17)的出料口通过充填钻孔或充填井(20)与平巷充填管路(21)连接，搅拌筒(14)搅拌好的料浆通过自溜方式流向下料斗(17)、再自溜向充填钻孔或充填井(20)并下放到平巷充填管路(21)，最后进入采空区或采场。
2.如权利要求1所述的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，其特征在于：在搅拌筒(14)与下料斗(17)之间的浆料输送管上分别设有手动阀(15)、流量计(18)、浓度计(19)、电磁阀(16)；在集料仓(3)的出料口与胶带输送机(6)之间还设有计量皮带(5)。
3.如权利要求2所述的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，其特征在于：它还配备有自动控制系统，自动控制系统设有宽式触摸屏、接线端子、控制柜、操作台、打印机，自动控制系统分别与计量皮带(5)、胶带输送机(6)、减法秤(9)、螺旋给料机(10)、调节阀(13)、电磁阀(16)的控制接口连接。
4.如权利要求1、2或3所述的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，其特征在于：它还设有清水池(11)、水泵(12)，水泵(12)的进水管与清水池(11)连接，水泵(12)的供水管路分别与搅拌筒(14)的进水口、下料斗(17)的进水口连接，在水泵(12)的供水管路上设有调节阀(13)。
5.如权利要求4所述的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，其特征在于：它还设有空压机(22)；在集料仓(3)、水泥仓(7)的锥体仓壁上分别设有清塞机(24)，空压机(22)通过防堵气管(23)与清塞机(24)的进气口连接。
6.如权利要求5所述的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，其特征在于：它还配备有散装胶凝材料车(8)，散装胶凝材料车(8)通过物料输送管与水泥仓(7)的进料口连接。
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