CN111877367A - 一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，包括：取料组件，用于从外排土场采集固态回填物料；混合组件，用于将固态回填物料与水进行混合，得到液态回填物料；回填组件，用于将液态回填物料填至矿坑内目标位置；以及循环组件，用于收集矿坑内剩余水，并输送至混合组件或储水器。本申请实施例的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，能够充分利用外排土场固体废弃物和矿山涌水，变废为宝，将外排土场回填后能同时将外排土场和矿坑占地恢复到可以再次利用的水平，有效解决了相关技术中需要卡车重车下向运输，排土机高台阶作业的技术问题，有效的利用物料自身重力作用实现坑内自流，降低回填治理费用。

Description

一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统

技术领域

本申请涉及露天矿山回填技术领域，特别涉及一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统。

背景技术

露天矿山闭坑后，一般会按照露天矿山设计规范的要求，将生产期间的边坡安全系数提升至长期边坡需要满足的安全系数，利用外部排土场物料回填部分矿坑区域，从而实现对矿山闭坑的治理。

相关技术中，露天矿剥离物的输送和回填多采用单斗-卡车间断工艺和胶带-排土机(半)连续工艺。

然而，对于单斗卡车工艺，卡车沿着矿区道路盘旋运输，由于矿区路况差，高差大，弯道多，导致运距长，运费高，并且还需要卡车做长距离重车下向运输，存在安全风险；对于胶带-排土机工艺，由于受胶带布置坡度限制，无法将排土机布置到深凹露天矿下部，只能建立大高差排土台阶，排土机站立于排土台阶水平做下向排土，由于排土台阶土质松软，会发生不规则沉降，排土机在此工况下作业存在安全隐患，亟待解决。

申请内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，能够充分利用外排土场固体废弃物和矿山涌水，变废为宝，将外排土场回填后能同时将外排土场和矿坑占地恢复到可以再次利用的水平，有效解决了相关技术中需要卡车重车下向运输，排土机高台阶作业的技术问题，有效的利用物料自身重力作用实现坑内自流，降低回填治理费用。

为达到上述目的，本申请实施例提供一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，包括：

取料组件，用于从外排土场采集固态回填物料；

混合组件，用于将所述固态回填物料与水进行混合，得到液态回填物料；

回填组件，用于将所述液态回填物料填至矿坑内目标位置；以及

循环组件，用于收集所述矿坑内剩余水，并输送至所述混合组件或储水器。

另外，根据本发明上述实施例的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统还可以具有以下附加的技术特征：

可选地，所述取料组件包括：

挖掘装置；

运输装置，用于运输所述挖掘装置挖掘的原始回填物料；

破碎机，用于将所述运输装置运输的原始回填物料进行破碎；

筛分装置，用于将所述破碎机破碎后的原始回填物料进行筛分，筛除不满足回填条件的物料，得到所述固态回填物料。

可选地，所述混合组件包括：

配比池；

添加装置，用于在装有预设配比的固态回填物料与预设材料的配比池中，添加预设的添加剂；

搅拌机，用于对所述固态回填物料、所述预设材料与所述添加剂进行搅拌，生成所述液态回填物料。

可选地，所述回填组件包括：

至少一条输送管道；

控制组件，用于控制所述至少一条输送管道将所述液态回填物料输送至所述矿坑内目标位置。

可选地，上述的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，还包括：

驱动组件，用于驱动所述至少一条输送管道输送所述液态回填物料。

可选地，所述驱动组件包括：

砂泵站，用于将所述液态回填物料送入所述至少一条输送管道；

加压站，用于驱动所述至少一条输送管道运行。

可选地，所述控制组件由至少一个排气阀、至少一个放空阀、至少一个检修阀、伸缩节、至少一个泄气阀和至少一个分流阀组成。

可选地，输送管道包括主管道和多条支道。

可选地，所述循环组件包括：

至少一个抽水装置，用于抽取所述剩余水；

至少一条汇水管道，用于运输所述至少一个水抽装置抽取的剩余水；

蓄水池，用于存储所述至少一条汇水管道运输的剩余水；

抽水泵，用于驱动所述至少一个抽水装置工作。

可选地，所述循环组件还包括：

污水处理装置，用于对所述剩余水进行污水处理。

根据本申请实施例的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，能够充分利用外排土场固体废弃物和矿山涌水，变废为宝，将外排土场回填后能同时将外排土场和矿坑占地恢复到可以再次利用的水平，有效解决了相关技术中需要卡车重车下向运输，排土机高台阶作业的技术问题，有效的利用物料自身重力作用实现坑内自流，降低回填治理费用。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请实施例提供的一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统的方框示意图；

图2为根据本申请一个具体实施例的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统。

具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统的方框示意图。

如图1所示，该闭坑露天矿流态回填循环工艺系统10包括：取料组件100、混合组件200、回填组件300和循环组件400。

其中，取料组件100用于从外排土场采集固态回填物料。

可选地，在一些实施例中，取料组件100包括：挖掘装置、运输装置、破碎机和筛分装置。其中，运输装置用于运输挖掘装置挖掘的原始回填物料；破碎机用于将运输装置运输的原始回填物料进行破碎；筛分装置用于将破碎机破碎后的原始回填物料进行筛分，筛除不满足回填条件的物料，得到固态回填物料。

可以理解的是，取料组件100主要通过挖掘装置挖掘原始回填物料，并通过运输装置对挖掘出的原始回填物料进行运输至破碎机，并通过破碎机将原始回填物料进行破碎，从而得到适合流态输送粒径的物料，最后通过筛分装置对破碎后的始回填物料进行筛分，从而得到固态回填物料。也就是说，本申请实施例的取料组件100可以从外排土场采集固态回填物料。

需要说明的是，挖掘装置和运输装置处理过程中可以采用单斗-卡车间断工艺，也可以采用轮斗-胶带机连续工艺。

混合组件200用于将固态回填物料与水进行混合，得到液态回填物料。

可选地，在一些实施例中，混合组件200包括：配比池、添加装置和搅拌机。其中，添加装置用于在装有预设配比的固态回填物料与预设材料的配比池中，添加预设的添加剂。搅拌机用于对固态回填物料、预设材料与添加剂进行搅拌，生成液态回填物料。

可以理解的是，混合组件200主要是用于完成液态回填物料的制备。本申请实施例可以在配比池中，通过搅拌机将取料组件100从外排土场采集固态回填物料与水均匀混合，同时根据需要添加防冻剂等添加剂，从而即可得到液态回填物料。

回填组件300用于将液态回填物料填至矿坑内目标位置。

可选地，在一些实施例中，回填组件300包括：至少一条输送管道；控制组件，用于控制至少一条输送管道将液态回填物料输送至矿坑内目标位置。

其中，在一些实施例中，输送管道包括主管道和多条支道。

其中，在一些实施例中，控制组件由至少一个排气阀、至少一个放空阀、至少一个检修阀、伸缩节、至少一个泄气阀和至少一个分流阀组成。

由此，通过布置的管道网络将液态回填物料输送至矿坑内目标位置，完成回填。需要说明的是，目标位置可以为本领域技术人员根据实际情况找到的合适位置。

循环组件400用于收集矿坑内剩余水，并输送至混合组件200或储水器。

可选地，在一些实施例中，循环组件400包括：至少一个抽水装置，用于抽取剩余水；至少一条汇水管道，用于运输至少一个水抽装置抽取的剩余水；蓄水池，用于存储至少一条汇水管道运输的剩余水；抽水泵用于驱动至少一个抽水装置工作。

可以理解的是，循环组件400主要是用于收集回填的液态回填物料的剩余水，将其重新输送至地表循环使用。

具体地，本申请实施例可以设置有一个抽水装置，也可以设置有多个抽水装置、可以设置有一条汇水管道，也可以设置多条汇水管道。

下面以本申请实施例设置有多个抽水装置、多条汇水管道、蓄水池和抽水泵为例进行说明。

具体而言，本申请实施例可以通过抽水泵同时驱动多个抽水装置将回填的液态回填物料的剩余水进行抽取，并通过多条汇水管道多个水抽装置抽取的剩余水，并将剩余水存储在蓄水池。

进一步地，在一些实施例中，循环组件400还包括：污水处理装置。其中，污水处理装置用于对剩余水进行污水处理。也就是说，当循环组件400将收集矿坑内剩余水，并输送至蓄水池后，本申请实施例还可以通过污水处理装置实现对剩余水的处理，实现对水的净化。

可选地，在一些实施例中，上述的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，还包括：驱动组件，用于驱动至少一条输送管道输送液态回填物料。

可选地，在一些实施例中，驱动组件包括：砂泵站和加压站。其中，砂泵站用于将液态回填物料送入至少一条输送管道。加压站用于驱动至少一条输送管道运行。

也就是说，本申请实施例的驱动组件可使用砂泵站的矿浆泵将混合后的液态回填物料送入管道，最后通过加压站为输送系统提供合适的压力。

为使得本领域技术人员进一步了解本申请实施例的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，下面以一个具体实施例进行详细阐述。

如图2所示，图2为本申请一个具体实施例的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统的示意图。其中，1为外排土场，2为工业场地，3为剥离设备，4为运输设备，5为破碎站，包括破碎机和筛分装置，6为配比池，7为砂泵站，矿浆泵，8为加压站，9为一些控制阀门，如排气阀、放空阀、检修阀、伸缩节、超压泄压阀等，10为分流装置，11为边帮自流支管，12若干疏干排水井，13坑底汇水管道，14为坑底蓄水池，15为水泵，16为矿坑，17为污水处理站，18为地表蓄水池，19为水泵，20为添加防冻剂等，21为输送管道，22为回水管道。

作为一种可能实现的方式，本申请实施例在外排土场布置剥离工作面，使用挖掘机剥离物料，使用卡车运输至破碎站，完成破碎筛分后使用短距离胶带输送至配比池，利用搅拌机将破碎筛分后的剥离物和水按比例混合，同时根据需要添加防冻剂等添加剂；并在砂泵站使用矿浆泵将混合好的液态回填物料抽入管道，并根据需要在加压站调节管道输送物料的压力；并通过输送主管道将物料送至矿坑边沿，通过分流阀，在边帮分出多个自流支管道，充分利用重力作用到达坑内合适位置，完成回填。

在管道沿途，根据需要添加排气阀、放空阀、检修阀、伸缩节、超压泄压阀、分流阀等控制装置。其中，排气阀设置在输水管道隆起点和平直段的必要位置上，当管线内积存气体时，会对管线的安全运行造成影响，甚至会引起水锤，对管线造成破坏，排气阀能放出管道中积存气体；放空阀设置在管线低洼处，目的是在管线低洼处排出泥沙，使管线维持良好的运行状态；检修阀按照一定间距应设置；伸缩节应设置在自然补偿不能满足要求的地方，明设管道由于受温度影响比较大，容易引起管道伸缩拉歪接口，甚至会破坏管道，造成较大工程损失。因此，本申请实施例需要根据管道铺设情况，在自然补偿不能满足要求的地方需设置伸缩节或伸缩器。

超压泄压阀一般设在泵站出水总管起端或者输水管道中间凹管段超压可能发生破坏处；长距离高扬程输送管线的运行会受到各种因素的影响，造成某一管段压力急剧升高，当超过管线允许的最大压力而不能及时泄放，就会发生破坏；分流阀设置在主管道与边帮自流支管道之间；通过坑底的抽水井和汇水管道，将坑内涌水和流态输送物料内流动水收集到坑底蓄水池，使用抽水泵将水抽至地表污水处理站，通过沉淀过滤等手段处理后，达到可以流态回填使用的技术条件，送至地表蓄水池，可以再次送入配比池，循环使用。

需要说明的是，当取料组件100为轮斗胶带机时，由于胶带运输费用低，本申请实施例可以将配比池、砂泵站等设施布置到距离外排土场稍远位置，场地选择更加灵活。

根据本申请实施例提出的闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，能够充分利用外排土场固体废弃物和矿山涌水，变废为宝，将外排土场回填后能同时将外排土场和矿坑占地恢复到可以再次利用的水平，有效解决了相关技术中需要卡车重车下向运输，排土机高台阶作业的技术问题，有效的利用物料自身重力作用实现坑内自流，降低回填治理费用。

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申请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N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。

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。在本申请的描述中，“N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。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，其特征在于，包括：

取料组件，用于从外排土场采集固态回填物料；

混合组件，用于将所述固态回填物料与水进行混合，得到液态回填物料；

回填组件，用于将所述液态回填物料填至矿坑内目标位置；以及

循环组件，用于收集所述矿坑内剩余水，并输送至所述混合组件或储水器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述取料组件包括：

挖掘装置；

运输装置，用于运输所述挖掘装置挖掘的原始回填物料；

破碎机，用于将所述运输装置运输的原始回填物料进行破碎；

筛分装置，用于将所述破碎机破碎后的原始回填物料进行筛分，筛除不满足回填条件的物料，得到所述固态回填物料。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合组件包括：

配比池；

添加装置，用于在装有预设配比的固态回填物料与预设材料的配比池中，添加预设的添加剂；

搅拌机，用于对所述固态回填物料、所述预设材料与所述添加剂进行搅拌，生成所述液态回填物料。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述回填组件包括：

至少一条输送管道；

控制组件，用于控制所述至少一条输送管道将所述液态回填物料输送至所述矿坑内目标位置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

驱动组件，用于驱动所述至少一条输送管道输送所述液态回填物料。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述驱动组件包括：

砂泵站，用于将所述液态回填物料送入所述至少一条输送管道；

加压站，用于驱动所述至少一条输送管道运行。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制组件由至少一个排气阀、至少一个放空阀、至少一个检修阀、伸缩节、至少一个泄气阀和至少一个分流阀组成。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，输送管道包括主管道和多条支道。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述循环组件包括：

至少一个抽水装置，用于抽取所述剩余水；

至少一条汇水管道，用于运输所述至少一个水抽装置抽取的剩余水；

蓄水池，用于存储所述至少一条汇水管道运输的剩余水；

抽水泵，用于驱动所述至少一个抽水装置工作。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述循环组件还包括：

污水处理装置，用于对所述剩余水进行污水处理。

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