CN210999353U - 一种低密度高强度全尾砂料浆充填系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的低密度高强度全尾砂料浆充填系统，包括尾砂浓缩装置、水泥添加装置、调浓水添加装置、料浆制备装置和管道输送装置，尾砂浓缩装置、水泥添加装置和调浓水添加装置分别连接料浆制备装置，料浆制备装置的底部与管道输送装置连接；还包括改性低密添加装置和改性增强添加混匀装置；改性低密添加装置设置在料浆制备装置与管道输送装置之间，改性增强添加混匀装置设置在管道输送装置出口端；改性低密添加装置为计量添加泵；改性增强添加混匀装置包括计量添加泵和搅拌机。本实用新型设计合理、安全性高，实现了充填料浆的低密增阻输送，消泡增强充填的目标。

Description

一种低密度高强度全尾砂料浆充填系统

技术领域

本实用新型涉及地下矿山开工程技术领域，更具体地说，尤其涉及一种低密度高强度全尾砂料浆充填系统。

背景技术

目前，我国已有相当一部分矿山进入深井（大于800m）开采，随着国家对矿产资源的强劲需求，未来还将有一大批矿山步入深井采矿。对于采用胶结充填采矿的深井开采矿山，深井充填管道的倍线一般较小，充填料浆的低倍线、高压头输送往往会造成竖管底部附近管道的磨损，引发爆管等威胁安全稳定生产的因素。为了保证充填安全顺利输送，常用采用增加管道长度、设置增阻管、增阻圈、增阻箱、泄压池等机械调压方式，以降低管道输送压力。传统的机械调压主要利用机械构件来增加管道输送阻力或释放压力，均需增加工程与材料消耗，设置泄压池通常需要再次搅拌，增加了设备和能耗。同时机械调压方式更多的是局部调压，无法实现全程管道降压的效果。尚不能有效解决深井高压头输送难题。

对于深井充填而言，充填料浆的减压增阻制备及输送是实现充填系统安全可靠运行的重要因素。而采用深井管道全程降压，可大幅度提高整体管网输送可靠性，同时降低管道投资和运营成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种设计合理、充填运行稳定、安全性高，实现了充填料浆的低密增阻输送，消泡增强充填的低密度高强度全尾砂料浆充填系统。

本实用新型采用的技术方案是：一种低密度高强度全尾砂料浆充填系统，包括尾砂浓缩装置、水泥添加装置、调浓水添加装置、料浆制备装置和管道输送装置，尾砂浓缩装置、水泥添加装置和调浓水添加装置分别连接料浆制备装置，料浆制备装置的底部与管道输送装置连接；还包括改性低密添加装置和改性增强添加混匀装置；改性低密添加装置设置在料浆制备装置与管道输送装置之间，改性增强添加混匀装置设置在管道输送装置出口端；改性低密添加装置为计量添加泵；改性增强添加混匀装置包括计量添加泵和搅拌机。

进一步的，所述尾砂浓缩装置包括絮凝剂添加装置和三维叠层导流浓密机，絮凝剂添加系统通过管道与三维叠层导流浓密机的上方连接。

进一步的，所述三维叠层导流浓密机包括上部的浓密区、下部的仓储区和底部的放砂区，浓密区连接回水管，浓密区上部分别与絮凝剂添加系统和尾矿浆进料管连接，底部通过进料阀与仓储区相通；仓储区与放砂区相连通，仓储区底部设有均质化造浆装置，放砂区底部设有放砂阀。

进一步的，所述浓密区包括给料井、自稀释絮凝沉降给料桶和叠层倾斜板，自稀释絮凝沉降给料桶设置在给料井内部，叠层倾斜板设置在给料井四周；给料井又包括为缓冲槽和导料槽，缓冲槽设置在给料井进口处，导料槽设置在给料井内部。

进一步的，所述调浓水添加装置包括添加泵和回水池，回水池设置在尾回水管的下方。

进一步的，所述改性增强添加混匀装置中的搅拌机为立式搅拌机。

进一步的，所述水泥添加装置包括灰仓、微粉秤及螺旋输送机，灰仓中的水泥通过微粉秤计量后进入螺旋输送机，再由螺旋输送机及管道送至料浆制备装置。

进一步的，所述料浆制备装置包括双卧轴搅拌机和立式多轴搅拌机，双卧轴搅拌机为混合搅拌机，立式多轴搅拌机为活化搅拌机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型低密度高强度全尾砂料浆充填系统针对现有技术中深井全尾砂充填料浆管道输送因高差造成管道静压大，容易出现爆管和喷管的情况，提出了在料浆制备装置与管道输送装置之间增加改性低密添加装置，达到在深井管道输送之前添加发泡型添加剂目的，促使料浆制备装置形成的全尾砂充填料浆吸附气体增加微气泡含量，从而大幅度降低全尾砂充填料浆的密度，达到深井输送管道全程静压降低的效果，实现充填料浆的减压增阻输送。

当全尾砂充填料浆运输至井下管道末端时，增加改性增强添加混匀装置，改性低密添加装置包括计量泵及添加管道；改性增强添加混匀装置包括计量泵、添加管道及搅拌机。通过在井下管道末端增加改性增强添加混匀装置而达到添加消泡增强型添加剂目的，消除全尾砂充填料浆中的微气泡，实现其密度恢复，并充分发挥胶凝材料的固结作用，进一步提高全尾砂充填体强度。

综上所述，本实用新型设计合理、安全性高，通过在井下管道运输前增加改性增强添加混匀装置而添加发泡剂型添加剂、在井下管道运输末端增加改性增强添加混匀装置而添加消泡增强型添加剂两种改性添加剂，实现了充填料浆的低密增阻输送，消泡增强充填的目标。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是图1中三维叠层导流浓密机结构示意图。

图中：1、三维叠层导流浓密机，2、调浓水添加装置，3、水泥添加装置，4、料浆制备装置，5、管道输送装置，6、改性低密添加装置，7、改性增强添加混匀装置，8、尾矿浆进料管，9、至采场；

101、浓密区，102、仓储区，103、放砂区；

1001、絮凝剂添加装置，1002、给料井，1003、均质化造浆装置，1004、叠层斜板，1005、进砂管，1006、空压机；

21、回水管，22、回水池；

31、灰仓，32、微粉秤，33、螺旋输送机，34、水泥罐车；

41、双卧轴搅拌机，42、立式多轴搅拌机；

71、立式搅拌机，72、改性增强添加装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对低密度高强度全尾砂料浆充填系统作进一步说明，本实用新型包括尾砂浓缩装置、水泥添加装置3、调浓水添加装置2、料浆制备装置4和管道输送装置5，尾砂浓缩装置、水泥添加装置3和调浓水添加装置2分别连接料浆制备装置4，料浆制备装置4的底部与管道输送装置5连接；还包括改性低密添加装置6和改性增强添加混匀装置7；改性低密添加装置6设置在料浆制备装置4与管道输送装置5之间，改性增强添加混匀装置7设置在管道输送装置5出口端；改性低密添加装置6为计量添加泵；改性增强添加混匀装置7包括计量添加泵和搅拌机。

进一步的，本实用新型所述改性增强添加混匀装置7中的搅拌机为立式搅拌机71。立式搅拌机71的底部连接至采场9，对空区进行充填。

优选的，本实用新型所述尾砂浓缩装置包括絮凝剂添加装置1001和三维叠层导流浓密机1，絮凝剂添加系统通过管道与三维叠层导流浓密机1的上方连接。

优选的，本实用新型所述三维叠层导流浓密机1包括上部的浓密区101、下部的仓储区102和底部的放砂区103，浓密区101连接回水管21，浓密区101上部分别与絮凝剂添加系统和尾矿浆进料管8连接，底部通过进砂管1005与仓储区102相通；仓储区102与放砂区103相连通，仓储区102底部设有均质化造浆装置1003，放砂区103底部设有放砂阀。

进一步的，本实用新型所述浓密区101包括给料井1002、自稀释絮凝沉降给料桶和叠层倾斜板，自稀释絮凝沉降给料桶设置在给料井1002内部，叠层倾斜板设置在给料井1002四周；给料井1002又包括为缓冲槽和导料槽，缓冲槽设置在给料井1002进口处，导料槽设置在给料井1002内部。

本实用新型三维叠层导流浓密机1具体结构可参考实用新型专利申请《一种三维多区域叠层导流浓密机》，申请号：CN201910417739.5。

其中，本实用新型三维叠层导流浓密机1中的均质化造浆装置1003采用压气造浆工艺，可实现均质、稳定放砂，放砂浓度波动±0.5%，放砂浓度和流量稳定性较优。故该均质化造浆装置1003外部连接空压机1006。

进一步的，本实用新型所述调浓水添加装置2包括添加泵和回水池22，回水池22设置在尾回水管21的下方。

优选的，本实用新型所述水泥添加装置3包括灰仓31、微粉秤32及螺旋输送机33，灰仓31中的水泥通过微粉秤32计量后进入螺旋输送机33，再由螺旋输送机33及管道送至料浆制备装置4。

进一步的，本实用新型所述料浆制备装置4包括双卧轴搅拌机41和立式多轴搅拌机42，双卧轴搅拌机41为混合搅拌机，立式多轴搅拌机42为活化搅拌机。

经浓缩的全尾砂浆、水泥、调浓水和改性低密添加剂在料浆制备装置4中经过混匀、活化制备成质量和浓度合格的充填料浆。

本实用新型工作原理及工作过程，选厂尾矿浆通过管道添加至尾砂浓缩装置中的三维叠层导流浓密机1中缓冲槽、导流槽内，经过稀释处理和絮凝剂的添加，分散到浓密区101底部；后进入仓储区102；絮凝添加系统连接自稀释絮凝沉降给料桶，并在自稀释絮凝沉降给料桶中进行稀释，经过导流槽与尾砂浆混合；形成浓密尾砂浆通过进料阀控制进入仓储区102，仓储区102底部设有均质化造浆装置1003，均质化造浆装置1003采用压气造浆工艺，可实现均质、稳定放砂。放砂区103放出的尾砂送至料浆制备装置4；

水泥通过水泥罐车运输送入灰仓31，灰仓31底部连接微粉秤32，水泥通过微粉秤32计量进入螺旋输送机33，再通过螺旋输送机33送至料浆制备装置4；

调浓水添加装置2包括添加泵和高水池，高水池为与三维叠层导流浓密回水管21连接的回水池22，调浓水添加装置2对料浆制备装置4中添加回水池22中的回水；

尾砂、水泥和水进行混合制成充填料浆，为避免充填料浆在进行深井管道运输时出现高压爆管的现象，我们在其进行管道运输前对其进行改性低密处理，通过增加改性低密添加装置6，进行添加发泡型添加剂；

对深井管道运输出来的充填料浆再进行改性增强处理，通过增加改性增强添加混匀装置7，添加消泡增强型添加剂，从而达到消泡和增强强度处理，经处理后的充填料浆进入采场进行空区充填。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型低密度高强度全尾砂料浆充填系统针对现有技术中深井全尾砂充填料浆管道输送因高差造成管道静压大，容易出现爆管和喷管的情况，提出了在料浆制备装置4与管道输送装置5之间增加改性低密添加装置6，达到在深井管道输送之前添加发泡型添加剂目的，促使料浆制备装置4形成的全尾砂充填料浆吸附气体增加微气泡含量，从而大幅度降低全尾砂充填料浆的密度，达到深井输送管道全程静压降低的效果，实现充填料浆的减压增阻输送。

当全尾砂充填料浆运输至井下管道末端时，增加改性增强添加混匀装置7，改性低密添加装置6包括计量泵及添加管道；改性增强添加混匀装置7包括计量泵、添加管道及搅拌机。通过在井下管道末端增加改性增强添加混匀装置7而达到添加消泡增强型添加剂目的，消除全尾砂充填料浆中的微气泡，实现其密度恢复，并充分发挥胶凝材料的固结作用，进一步提高全尾砂充填体强度。

综上所述，本实用新型设计合理、安全性高，通过在井下管道运输前增加改性增强添加混匀装置7而添加发泡剂型添加剂、在井下管道运输末端增加改性增强添加混匀装置7而添加消泡增强型添加剂两种改性添加剂，实现了充填料浆的低密增阻输送，消泡增强充填的目标。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、 “水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系 为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或 暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为 对本实用新型的限制。

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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”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实用新型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多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。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种低密度高强度全尾砂料浆充填系统，包括尾砂浓缩装置、水泥添加装置、调浓水添加装置、料浆制备装置和管道输送装置，尾砂浓缩装置、水泥添加装置和调浓水添加装置分别连接料浆制备装置，料浆制备装置的底部与管道输送装置连接；其特征在于：还包括改性低密添加装置和改性增强添加混匀装置；改性低密添加装置设置在料浆制备装置与管道输送装置之间，改性增强添加混匀装置设置在管道输送装置出口端；改性低密添加装置为计量添加泵；改性增强添加混匀装置包括计量添加泵和搅拌机。

2.根据权利要求1所述的低密度高强度全尾砂料浆充填系统，其特征在于：所述尾砂浓缩装置包括絮凝剂添加装置和三维叠层导流浓密机，絮凝剂添加系统通过管道与三维叠层导流浓密机的上方连接。

3.根据权利要求2所述的低密度高强度全尾砂料浆充填系统，其特征在于：所述三维叠层导流浓密机包括上部的浓密区、下部的仓储区和底部的放砂区，浓密区连接回水管，浓密区上部分别与絮凝剂添加系统和尾矿浆进料管连接，底部通过进料阀与仓储区相通；仓储区与放砂区相连通，仓储区底部设有均质化造浆装置，放砂区底部设有放砂阀。

4.根据权利要求3所述的低密度高强度全尾砂料浆充填系统，其特征在于：所述浓密区包括给料井、自稀释絮凝沉降给料桶和叠层倾斜板，自稀释絮凝沉降给料桶设置在给料井内部，叠层倾斜板设置在给料井四周；给料井又包括为缓冲槽和导料槽，缓冲槽设置在给料井进口处，导料槽设置在给料井内部。

5.根据权利要求1所述的低密度高强度全尾砂料浆充填系统，其特征在于：所述调浓水添加装置包括添加泵和回水池，回水池设置在尾回水管的下方。

6.根据权利要求1所述的低密度高强度全尾砂料浆充填系统，其特征在于：所述改性增强添加混匀装置中的搅拌机为立式搅拌机。

7.根据权利要求1所述的低密度高强度全尾砂料浆充填系统，其特征在于：所述水泥添加装置包括灰仓、微粉秤及螺旋输送机，灰仓中的水泥通过微粉秤计量后进入螺旋输送机，再由螺旋输送机及管道送至料浆制备装置。

8.根据权利要求1所述的低密度高强度全尾砂料浆充填系统，其特征在于：所述料浆制备装置包括双卧轴搅拌机和立式多轴搅拌机，双卧轴搅拌机为混合搅拌机，立式多轴搅拌机为活化搅拌机。

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