CN115531935A - 浓密机不同液位尾砂浓度检测装置及尾砂浓度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿山充填技术领域，具体为浓密机不同液位尾砂浓度检测装置及尾砂浓度检测方法。浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，包括浓密机、控制平台、浓密底流放砂口，浓密机尾端设有浓密底流放砂口；控制平台用于接收测试信号输入及控制信号输出，浓密机外侧壁上等间距分布若干侧壁放砂管，各侧壁放砂管上设有侧壁放砂管电动阀门；各侧壁放砂管外侧与循环管连通，循环管入口上设有循环管电动阀门，循环管上安装有循环管浓度计、循环管流量计及循环泵。本发明可准确测得浓密机内不同液位物料浓度，提高动态调节预见性；可更准确调节浓密机进出料平衡，达到精准控制放砂浓度及放砂量的目的。
Description
技术领域
本发明属于矿山充填技术领域，具体为一种浓密机不同液位尾砂浓度检测装置及尾砂浓度检测方法。
背景技术
充填采矿法是将充填材料充填至井下采空区进行地压管理的采矿方法，可有效控制围岩崩落和地表下沉，有时还可用于预防有自然性矿石的内因火灾。重锤料位计测量砂位存在以下问题：①重锤料位计一般安装在浓密机顶部中心附近位置，利用测锤配合钢缆下降或提升的方式进行砂位高度测试，测锤下降触碰到水砂临界面后自动提升收回，完成砂位高度测试。但各分层尾砂浓度不同且在进出料时处于动态变化状态，重锤料位计只能测量整体砂位的高度，不能对各分层高度进行测量；②不同重锤料位计对水砂临界面的感应精度不同，造成砂位测试存在误差；③重锤料位计在多次使用后钢缆容易变形，且当测试物料黏度较大时测锤无法轻易从物料中脱出。上述问题的存在使得目前充填工艺中，对浓密机放砂浓度的调节及进出料平衡的控制都比较粗放，无法做到精准控制。
公开号为CN108392857B的发明专利公开了一种底流浓度快速自调控的深锥浓密机，属于矿山尾矿处置技术领域。包括壳体、稀释絮凝系统、剪切脱水系统、底流循环系统和自动控制系统，其中壳体包括浓密池壁、锥体和集料筒，浓密池壁位于浓密机外部，锥体位于浓密池壁下方，集料筒位于锥体下方；稀释絮凝系统包括进料管、絮凝剂添加管和中心进料井，中心进料井位于浓密池壁内部上方，进料管位于中心进料井一侧上方，进料管一端贯穿浓密池壁后进入中心进料井内部，絮凝剂添加管从进料管上方竖直接入进料管。该专利采用三套子循环系统，系统包括高、中、低位循环，快速调节底流浓度，通过稀释絮凝系统、剪切脱水系统对全尾砂浆进行高效深度脱水，形成膏体料浆；通过底流循环系统迅速降低底流浓度。
以上专利依然存在一些不足：1、无法准确测得浓密机内不同液位物料浓度；2、无法更准确调节浓密机进出料平衡；3、无法保证溢流水澄清。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的放砂浓度的调节、进出料平衡的控制以及无法精准控制等问题，提供一种浓密机不同液位尾砂浓度检测装置及尾砂浓度检测方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，包括浓密机、控制平台、浓密底流放砂口，所述浓密机尾端设有浓密底流放砂口；所述控制平台用于接收测试信号输入及控制信号输出，所述浓密机外侧壁上等间距分布若干侧壁放砂管，所述侧壁放砂管上设有侧壁放砂管电动阀门；所述侧壁放砂管外侧与循环管连通，所述循环管入口上设有循环管电动阀门，所述循环管上安装有循环管浓度计、循环管流量计及循环泵。
进一步地，所述浓密机连接有浊度仪，溢流水通过浊度仪进入回水池，溢流水澄清度实时反馈数据至控制平台；所述浓密机上设有进料井，所述进料井连接有絮凝剂添加系统，由控制平台控制进行絮凝剂添加，并根据浓密效果调整添加量。
进一步地，所述侧壁放砂管间距为0.5m；所述侧壁放砂管内径为50mm；所述循环管内径与各侧壁放砂管内径相同。
进一步地，所述浓密底流放砂口放出浓密底流并经放砂管路进入卧式搅拌机，所述放砂管路上安装有浓密底流浓度计、浓密底流流量计。
进一步地，所述循环管浓度计、循环管流量计、浓密底流浓度计及浓密底流流量计检测数据实时传入控制平台；所述侧壁放砂管电动阀门、循环管电动阀门及循环泵由控制平台控制启停。
进一步地，所述卧式搅拌机中同时添加浓密底流砂、胶凝材料及拌合水，进行初步搅拌；所述卧式搅拌机连接有立式搅拌桶，初步搅拌料进入立式搅拌桶，制备完成后将充填料浆再经输送泵充填至井下。
进一步地，浓密机不同液位尾砂浓度检测方法，步骤如下：
S1：当浓密机开始溢流回水后，即可进行浓度检测，通过控制平台远程开启循环管电动阀门，进入冲洗水开始冲洗循环管路，同时开启循环泵，使循环管内部通畅无异物且物料在循环管内匀速满管循环，最后进入浓密机中心进料筒，此时循环管浓度计显示浓度为N0=0、循环管流量计显示流量为Q0；
S2：通过控制平台远程关闭循环管电动阀门，至循环管流量计显示为0后，开启最上端的侧壁放砂管电动阀门，使该液位物料进入循环管路，同时保持循环泵处于开启状态，物料经循环管进入浓密机中心进料筒，当循环管流量计显示流量Q1=Q0并保持稳定时，记录此时循环管浓度计显示浓度为N1，则N1为该液位物料的浓度；
S3：通过控制平台远程关闭最上端的侧壁放砂管电动阀门，同时开启循环管电动阀门，进入冲洗水开始冲洗循环管路，至最上端的侧壁放砂管电动阀门完全关闭，且冲洗水冲洗循环管路至循环管浓度计显示浓度为0；
S4：通过控制平台控制程序重复第二至第三步骤，从上至下依次测出N2、N3、N4、N5、N6……，直至所有液位水平的物料浓度测试完毕；
S5：所有液位物料浓度测试完毕后，通过控制平台关闭最后一个侧壁放砂管电动阀门，同时开启循环管电动阀门，进入冲洗水开始冲洗循环管路，至循环管浓度计显示浓度为0，关闭循环管电动阀门；完成一个测试循环，测试数据信号传入控制平台。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）可准确测得浓密机内不同液位物料浓度，形成实时浓度分布曲线，提高动态调节预见性；（2）以实时浓度-液位曲线为依据，可更准确调节浓密机进出料平衡，从而达到精准控制放砂浓度及放砂量的目的；（3）更好的保证溢流水澄清，底流连续稳定放砂。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的控制平台示意图；
图3为本发明的A部放大示意图；
图4为本发明的不同液位放砂浓度的调控方法示意图。
在图中，1、浓密机；2、侧壁放砂管；3、侧壁放砂管电动阀门；4、循环管；5、循环管电动阀门；6、循环管浓度计；7、循环管流量计；8、循环泵；9、浊度仪；10、絮凝剂添加系统；11、控制平台；12、浓密底流放砂口；13、浓密底流浓度计；14、浓密底流流量计；15、卧式搅拌机；16、立式搅拌桶；17、输送泵；18、回水池；19、冲洗水。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，包括浓密机1、控制平台11、浓密底流放砂口12，浓密机1尾端设有浓密底流放砂口12；控制平台11用于接收测试信号输入及控制信号输出，浓密机1外侧壁上等间距分布若干侧壁放砂管2，各侧壁放砂管2上设有侧壁放砂管电动阀门3；各侧壁放砂管2外侧与循环管4连通，循环管4内径与各侧壁放砂管2内径相同，各侧壁放砂管2间距为0.5m，各侧壁放砂管2内径为50mm；循环管4入口上设有循环管电动阀门5，循环管4上安装有循环管浓度计6、循环管流量计7及循环泵8；放砂管路上安装有浓密底流浓度计13、浓密底流流量计14；循环管浓度计6、循环管流量计7、浓密底流浓度计13及浓密底流流量计14检测数据实时传入控制平台11；侧壁放砂管电动阀门3、循环管电动阀门5及循环泵8由控制平台11控制启停。
浓密机1连接有浊度仪9，溢流水通过浊度仪9进入回水池18，溢流水澄清度实时反馈数据至控制平台11；浓密机1上设有进料井，进料井连接有絮凝剂添加系统10，由控制平台11控制进行絮凝剂添加，并根据浓密效果调整添加量。
浓密底流放砂口12放出浓密底流并经放砂管路进入卧式搅拌机15，卧式搅拌机15中同时添加浓密底流砂、胶凝材料及拌合水，进行初步搅拌；卧式搅拌机15连接有立式搅拌桶16，初步搅拌料进入立式搅拌桶16，制备完成后将充填料浆再经输送泵17充填至井下。
浓密机不同液位尾砂浓度检测方法，步骤如下：
S1：当浓密机1开始溢流回水后，即可进行浓度检测，通过控制平台11远程开启循环管电动阀门5，进入冲洗水19开始冲洗循环管4，同时开启循环泵8，使循环管4内部通畅无异物且物料在循环管4内匀速满管循环，最后进入浓密机1中心进料筒，此时循环管浓度计6显示浓度为N0=0、循环管流量计7显示流量为Q0；
S2：通过控制平台11远程关闭循环管电动阀门5，至循环管流量计7显示为0后，开启最上端的侧壁放砂管电动阀门3，使该液位物料进入循环管4，同时保持循环泵8处于开启状态，物料经循环管4进入浓密机1中心进料筒，当循环管流量计7显示流量Q1=Q0并保持稳定时，记录此时循环管浓度计6显示浓度为N1，则N1为该液位物料的浓度；
S3：通过控制平台远程11关闭最上端的侧壁放砂管电动阀门3，同时开启循环管电动阀门5，进入冲洗水19开始冲洗循环管4，至最上端的侧壁放砂管电动阀门3完全关闭，且冲洗水19冲洗循环管4至循环管浓度计6显示浓度为0；
S4：通过控制平台11控制程序重复第二至第三步骤，从上至下依次测出N2、N3、N4、N5、N6……，直至所有液位水平的物料浓度测试完毕；
S5：所有液位物料浓度测试完毕后，通过控制平台11关闭最后一个侧壁放砂管电动阀门3，同时开启循环管电动阀门5，进入冲洗水19开始冲洗循环管4，至循环管浓度计6显示浓度为0，关闭循环管电动阀门5；完成一个测试循环，测试数据信号传入控制平台11。
浓密机不同液位尾砂浓度放砂浓度的调控方法，步骤如下：
S1：确定浓密机1内物料浓度分布
首先根据不同液位浓度测试结果，绘制浓密机1内不同液位与物料浓度关系拟合曲线，根据拟合曲线可得到浓密机1内任意液位物料的浓度；
S2：进出料平衡调节
充填之前，统计计算井下所需充填方量，若一次进料即满足充填量需求，则进行一次浓度测试，根据浓度—液位关系曲线，结合井下充填量需求，进料至浓密机1内，其浓度、方量合格且满足井下需求量后即可进行放砂充填；若一次进料无法满足充填量需求，则充填时需要持续进出料，每隔30min进行一次不同液位浓度测试，更新不同液位与物料浓度关系曲线，实时掌握浓密机1内不同液位浓度变化情况；同时，结合浊度仪9测试溢流水澄清度，同样每隔30min测试一次，实时记录浓密机1溢流水澄清度变化情况，根据溢流水澄清度及浓度分布情况，通过控制平台11自动调节进料浓度、进料流量、絮凝剂添加量及底流浓度排放量，达到进出料平衡，保证底流浓度持续稳定，同时，保持溢流水澄清度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，包括浓密机（1）、控制平台（11）、浓密底流放砂口（12），所述浓密机（1）尾端设有浓密底流放砂口（12）；所述控制平台（11）用于接收测试信号输入及控制信号输出，其特征在于：所述浓密机（1）外侧壁上等间距分布若干侧壁放砂管（2），所述侧壁放砂管（2）上设有侧壁放砂管电动阀门（3）；所述侧壁放砂管（2）外侧与循环管（4）连通，所述循环管（4）入口上设有循环管电动阀门（5），所述循环管（4）上安装有循环管浓度计（6）、循环管流量计（7）及循环泵（8）。
2.根据权利要求1所述的浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，其特征在于：所述浓密机（1）连接有浊度仪（9），溢流水通过浊度仪（9）进入回水池（18），溢流水澄清度实时反馈数据至控制平台（11）；所述浓密机（1）上设有进料井，所述进料井连接有絮凝剂添加系统（10），由控制平台（11）控制进行絮凝剂添加，并根据浓密效果调整添加量。
3.根据权利要求1所述的浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，其特征在于：所述侧壁放砂管（2）间距为0.5m；所述侧壁放砂管（2）内径为50mm；所述循环管（4）内径与各侧壁放砂管（2）内径相同。
4.根据权利要求1所述的浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，其特征在于：所述浓密底流放砂口（12）放出浓密底流并经放砂管路进入卧式搅拌机（15），所述放砂管路上安装有浓密底流浓度计（13）、浓密底流流量计（14）。
5.根据权利要求4所述的浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，其特征在于：所述循环管浓度计（6）、循环管流量计（7）、浓密底流浓度计（13）及浓密底流流量计（14）检测数据实时传入控制平台（11）；所述侧壁放砂管电动阀门（3）、循环管电动阀门（5）及循环泵（8）由控制平台（11）控制启停。
6.根据权利要求4所述的浓密机不同液位尾砂浓度检测装置，其特征在于：所述卧式搅拌机（15）中同时添加浓密底流砂、胶凝材料及拌合水，进行初步搅拌；所述卧式搅拌机（15）连接有立式搅拌桶（16），初步搅拌料进入立式搅拌桶（16），制备完成后将充填料浆再经输送泵（17）充填至井下。
7.一种浓密机不同液位尾砂浓度检测方法，其特征在于：步骤如下：
S1：当浓密机（1）开始溢流回水后，即可进行浓度检测，通过控制平台（11）远程开启循环管电动阀门（5），进入冲洗水（19）开始冲洗循环管（4），同时开启循环泵（8），使循环管（4）内部通畅无异物且物料在循环管（4）内匀速满管循环，最后进入浓密机（1）中心进料筒，此时循环管浓度计（6）显示浓度为N0=0、循环管流量计（7）显示流量为Q0；
S2：通过控制平台（11）远程关闭循环管电动阀门（5），至循环管流量计（7）显示为0后，开启最上端的侧壁放砂管电动阀门（3），使该液位物料进入循环管（4），同时保持循环泵（8）处于开启状态，物料经循环管（4）进入浓密机（1）中心进料筒，当循环管流量计（7）显示流量Q1=Q0并保持稳定时，记录此时循环管浓度计（6）显示浓度为N1，则N1为该液位物料的浓度；
S3：通过控制平台（11）远程关闭最上端的侧壁放砂管电动阀门（3），同时开启循环管电动阀门（5），进入冲洗水（19）开始冲洗循环管（4），至最上端的侧壁放砂管电动阀门（3）完全关闭，且冲洗水（19）冲洗循环管（4）至循环管浓度计（6）显示浓度为0；
S4：通过控制平台（11）控制程序重复第二至第三步骤，从上至下依次测出N2、N3、N4、N5、N6……，直至所有液位水平的物料浓度测试完毕；
S5：所有液位物料浓度测试完毕后，通过控制平台（11）关闭最后一个侧壁放砂管电动阀门（3），同时开启循环管电动阀门（5），进入冲洗水（19）开始冲洗循环管（4），至循环管浓度计（6）显示浓度为0，关闭循环管电动阀门（5）；完成一个测试循环，测试数据信号传入控制平台（11）。
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