充填采礦技術(shù)概述及工程應(yīng)用

充填采礦技術(shù)概述及工程應(yīng)用班級：采礦0801姓名：李小慶學(xué)號：20080930指導(dǎo)老師：孫曉剛

充填采礦技術(shù)概述及工程應(yīng)用摘要本文具體介紹了充填采礦法的特征，并具體分析國內(nèi)外礦山充填采礦技術(shù)與探討現(xiàn)狀，對礦山充填采礦技術(shù)發(fā)展趨勢和所應(yīng)解決關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了評述。其次列舉了一個礦山充填系統(tǒng)，形象展示了其具體的充填工藝，并介紹了近年來充填采礦的新工藝，較為全面的展示了充填采礦法。關(guān)鍵詞：充填采礦，技術(shù)，工藝，應(yīng)用FillingtheminingtechnologyoverviewsandengineeringapplicationAbstractThispaperintroducesthecharacteristicsofthefillminingmethod,anddetailedlyanalysisthetechnologyandresearchstatusofthefillingminingathomeandabroad.Fillingminingtechnologydevelopmenttrendandshouldsolvethekeytechnicalproblemsarediscussed.Secondcitedaminefillingsystem,imagedisplayitsconcretefillingprocess,andintroducesinrecentyearsthenewtechnologyoffillingthemining,morecomprehensiveshowsfillingmininglaws.Keywords:Fillingthemining,technology,process,application書目摘要 -1-第一章充填采礦理論 -3-1.1充填采礦法簡述 -3-1.2充填采礦技術(shù)現(xiàn)狀 -3-1.2.1我國充填采礦技術(shù)現(xiàn)狀 -3-1.2.2主要采礦先進(jìn)國家充填采礦技術(shù)現(xiàn)狀 -4-1.3充填采礦技術(shù)發(fā)展趨勢 -5-其次章湘西金礦沃溪礦區(qū)尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng) -6-2.1膠結(jié)充填系統(tǒng)工藝流程 -6-2.2局部流態(tài)化虹吸砂倉結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn) -7-2.3充填系統(tǒng)其它主要技術(shù)設(shè)施 -7-2.3.1水泥倉 -7-2.3.2自動檢洲和限制系統(tǒng) -8-2.3.3水泥砂漿攪拌桶 -8-2.4充填系統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn) -8-2.4.1尾砂脫泥及輸送 -8-2.4.2砂倉性能試驗(yàn) -8-2.4.3散裝水泥入倉及水泥定給料 -9-2.4.4充填站至井下采場管道輸送參數(shù) -9-2.4.5采場尾砂充境和尾砂膠結(jié)充填試生產(chǎn) -9-第三章充填采礦新工藝 -10-4.1盤區(qū)機(jī)械化細(xì)砂水砂充填采礦 -10-4.2全尾砂高水固化膠結(jié)充填工藝 -10-第4部分結(jié)論 -11-參考文獻(xiàn) -12-第一章充填采礦理論1.1充填采礦法簡述充填法的主要特征在于充填工序作為回填工序的一環(huán)；充填體起限制采場地壓，支撐圍巖，削減、延緩和阻擋采后空區(qū)圍巖的破壞和移動作用。礦柱可以用充填體代替，礦石損失、貧化降低。在開采貴金屬、稀有金屬、有色金屬富礦及核礦山中，得到較為廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用條件主要是圍巖不穩(wěn)固，或圍巖和礦石均不穩(wěn)固的有色金屬富礦或貴金屬、稀有金屬礦床。由于近年來采納了無軌設(shè)備，高分層落礦及充填系統(tǒng)自動化等技術(shù)，使采礦成本下降，采場生產(chǎn)實(shí)力及勞動生產(chǎn)率提高，在一些礦山及圍巖穩(wěn)固的礦山，亦起先運(yùn)用充填法，并取得了較好的采選綜合經(jīng)濟(jì)效果。充填法有利于開采深部礦床，水下、建筑物下和構(gòu)筑物下的礦床，以及有自燃傾向的礦床。(1)礦石回采率高，貧化率低，采選綜合經(jīng)濟(jì)效益好，并可削減地面尾礦壩占地面積，改善礦石環(huán)境；開采地面須要愛護(hù)的礦床，運(yùn)用充填法可愛護(hù)地面不發(fā)生陷落；充填法開采有自燃傾向的礦床，可有效的防止火災(zāi)的發(fā)生。(2)運(yùn)用了全面機(jī)械化，采納鉆車鑿巖，鏟運(yùn)機(jī)出礦，錨桿機(jī)支護(hù)錨桿、錨索護(hù)頂?shù)?，使充填法成為高效率的采礦方法；大力開展了充填理論的探討，推廣了充填料輸送管路化，充填系統(tǒng)的自動限制，找尋了代替水泥的膠凝材料，采納高濃度均質(zhì)流的漿體輸送，從而使充填體強(qiáng)度提高，成本下降。(3)有些礦床，如我國紅透山銅礦及加拿大一些礦床，已處于深部開采，充填法是深部開采的有效方法，可以很好的限制地壓和巖爆活動。從上面的緣由可以看出，充填采礦法從某些方面，代表了國內(nèi)外礦山發(fā)展的趨勢。隨著我國倡議建設(shè)綠色礦山，提高資源綜合利用率，節(jié)能減排，愛護(hù)環(huán)境，科學(xué)發(fā)展的模式得到人們的普遍認(rèn)同，充填采礦法具有這方面的優(yōu)勢。1.2充填采礦技術(shù)現(xiàn)狀1.2.1我國我國的充填技術(shù)經(jīng)驗(yàn)了從干式充填到水力充填，從分級尾砂、全尾砂、高水固化膠結(jié)充填到膏體泵送膠結(jié)充填的發(fā)展過程。我國礦山數(shù)量多，開發(fā)與應(yīng)用的充填工藝與技術(shù)類型多，尤其是近十余年來，在新的充填技術(shù)的探討開發(fā)和推廣應(yīng)用方面，均取得了長足的進(jìn)步。尤其是20世紀(jì)90年頭以來，我國開發(fā)出一種新型工程材料-高水速凝材料(簡稱高水材料)。它是由甲、乙兩種固體粉料組成。甲料包括鋁酸鹽或硫鉛酸鹽、緩凝劑和調(diào)整劑；乙料由石膏、石灰、黏土配以促凝劑組成。甲乙料分別加入肯定量的水制成灰漿，按1:1混合后，30min后會凝聚成固體，1h后強(qiáng)度達(dá)15-110MPa；1d為310-410MPa;2d終凝強(qiáng)度510-810MPa。由于高水固化材料的出現(xiàn)，中國礦業(yè)高校北京探討生院首先在鶴壁礦物局和開灤礦物局試驗(yàn)應(yīng)用勝利，逐步在焦家金礦、招遠(yuǎn)金礦和南京鉛鋅銀礦等礦山推廣應(yīng)用，并開展高水固結(jié)尾砂充填采礦新工藝的探討，進(jìn)行上向和下向進(jìn)路回采試驗(yàn)并取得勝利。此外，山東的河西金礦和金川鎳公司從國外引進(jìn)的泵送膏體尾礦管路輸送成套設(shè)備，也促進(jìn)了我國全尾充填技術(shù)的發(fā)展。1.2.2主要采礦先進(jìn)國家充填采礦技術(shù)現(xiàn)狀在國外充填法應(yīng)用較廣。20世紀(jì)80年頭初，加拿大金屬礦山地下開采礦山中，用充填法的比重為35%-40%；澳大利亞的地下有色金屬礦山多用充填法開采；瑞典的布利登有色金屬公司70%的礦山是用充填法開采的；蘇聯(lián)1981年地下有色金屬礦山充填法的比重為24.12%，1970年克里沃羅格鐵礦區(qū)用充填法開采鐵礦僅占地下采出鐵礦石的1.8%，到1980年已達(dá)61.4%。日本金屬礦山運(yùn)用充填法的比重亦是逐年上升的:1956年為24.15%，1967年35.12%，1970年為39%，1982年為43%。1.加拿大加拿大礦山相繼采納塊石膠結(jié)充填、高濃度管道輸送充填、膏體充填等，不僅提高了礦山的綜合生產(chǎn)實(shí)力，降低了充填成本，而且改善了井下的生產(chǎn)環(huán)境。目前，加拿大已有12座礦山采納膏體充填工藝，其他幾座礦山也正在考慮采納膏體充填工藝進(jìn)行礦山充填。到現(xiàn)在為止，加拿大地下礦山幾乎都采納充填工藝，主要采納的充填技術(shù)有三種類型:塊石膠結(jié)充填采礦法、漿體膠結(jié)充填采礦法、膏體充填采礦法。2.德國德國在過去的幾年間，發(fā)展了不同的膠結(jié)充填采礦系統(tǒng)。其中比較典型的有:拉梅爾斯貝格鉛鋅礦，采納了下向分層膠結(jié)充填采礦法結(jié)合風(fēng)力充填，回采了高品位的鉛鋅銅礦，采納碎石和高爐爐渣水泥的混合物作充填料。建立了年開采約715萬m3的采石場和中心破裂站，將集料破裂到小于70mm塊度后，轉(zhuǎn)運(yùn)到風(fēng)力充填站，通過管道運(yùn)輸?shù)礁鞑蓤?。梅根鉛鋅礦，依據(jù)礦體各部位的狀況不同，采納了不同的采礦方法，主要是分層充填法和巷道充填法回采脈狀鉛鋅礦，用帶式拋擲充填車輸送和拋放含水泥和飛灰的漿液塊石充填料。帶式拋擲充填車容量6m3，柴油驅(qū)動，可將充填料拋入采廠的水平距離達(dá)14m，垂直高度達(dá)8m，充填實(shí)力可以達(dá)到20m3/h。格隆德鉛鋅礦，在20世紀(jì)60年頭至70代初，該礦采納無底柱分段崩落法采礦，由于礦巖不穩(wěn)固，采礦條件差，礦石損失和貧化大，故改用分段充填采礦法，其比重占礦山60%，采場沿礦體走向布置，長度為100-200m，寬度隨礦脈的厚度而異，階段高度為50m，分段高度6-7m。采納鑿巖臺車鑿上向60b-70b的炮孔，步距3m左右，用鏟運(yùn)機(jī)出礦。同時工作的采場有8個。采空區(qū)用低標(biāo)號混凝土充填，骨料為地表風(fēng)化頁巖和選礦尾砂，水泥用量為60kg/m3，充填強(qiáng)度為2-3MPa，充填骨料用下料管道下送到井下，用2m3側(cè)卸式礦車運(yùn)輸?shù)讲蓤龀涮罹?。閉坑前，格隆德鉛鋅礦采納下向分層進(jìn)路式膠結(jié)充填采礦技術(shù)，高濃度浮選全尾砂和重介質(zhì)分選尾礦作為骨料，在地表制備成膏體混合物，3.南非南非的很多礦山，在20世紀(jì)80年頭初期起先應(yīng)用膠結(jié)充填工藝，整個80年頭是南非充填工藝發(fā)展最快時期，主要有廢石膠結(jié)充填、脫泥尾砂膠結(jié)充填等，并起先進(jìn)行高濃度管道充填和膏體充填的探討和應(yīng)用。目前，南非很多礦山的開采深度已經(jīng)達(dá)到2135m以上，其中Anglogold有限公司西部深水平金礦，采礦深度達(dá)3700m，有的甚至已經(jīng)達(dá)到3800m，隨著淺水平礦石儲量的耗盡，可開采利用礦石儲量的深度不斷加大。進(jìn)入深部開采階段，最大的問題就是限制地壓，防止和削減巖爆和巖層冒落等災(zāi)難性事故的發(fā)生，膠結(jié)充填可以有效的實(shí)現(xiàn)對開采區(qū)域的巖層限制，并同時具有環(huán)境愛護(hù)和提高礦石回收率的綜合功效。所以，充填采礦是南非很多深部開采礦山的既定工藝，也是支護(hù)礦體頂板圍巖的主要方法。目的在于:改進(jìn)礦山平安和工作環(huán)境；削減和取消穩(wěn)定礦柱，提高金屬回收率；廢石留在井下，削減地表廢石處理量；削減采場支護(hù)材料的須要量；削減支護(hù)安裝的勞動和設(shè)備須要量。1.3充填采礦技術(shù)發(fā)展趨勢(1)創(chuàng)建新型采礦工藝。充填采礦技術(shù)要結(jié)合礦山特點(diǎn)、礦床開采技術(shù)條件，獨(dú)創(chuàng)或創(chuàng)建一些與其他采礦技術(shù)相結(jié)合的新型采礦法。對于緩傾斜極薄礦脈開采，可用礦巖分掘，廢石拋擲充填空區(qū)，即削壁充填和爆力運(yùn)礦相結(jié)合的采礦法。對于厚大而礦巖較穩(wěn)固的礦體，可用淺孔和中深孔空場采礦法開采，采后空區(qū)用尾砂膠結(jié)、塊石膠結(jié)或高水材料充填，即階段連續(xù)回采快速充填工藝，既降低成本，又增大效率，也作到對采空區(qū)的處理。(2)開發(fā)研制低成本、高強(qiáng)度的新型充填固化材料。高水材料優(yōu)點(diǎn)是可以運(yùn)用全尾砂，充填體固結(jié)速度快，充填料無重力水排出，因而避開了井下環(huán)境污染并節(jié)約了排水費(fèi)用，充填料可以低濃度遠(yuǎn)距離輸送，充填效率高。但是，充填體強(qiáng)度不高，這種固結(jié)材料在應(yīng)用過程中極易風(fēng)化，脫水后強(qiáng)度有所降低，另外是材料成本價格高。在礦山和其他工程應(yīng)用中，沒有長期穩(wěn)固性證明其有反抗爆破振動性與沖擊性，反抗各種性質(zhì)滲濾水腐蝕性，以及反抗地應(yīng)力作用變形破壞與地?zé)嶙饔?、冰凍作用等特性。為此，須要加?qiáng)對高水材料的長期性能探討。(3)研制高效礦山充填設(shè)備和提高礦山充填自動限制與自動化水平。礦山充填系統(tǒng)的自動化程度的凹凸，干脆影響和制約礦山的發(fā)展，但是由于國產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備技術(shù)性能穩(wěn)定性差，遏制了礦山充填技術(shù)的發(fā)展。所以，必需加強(qiáng)研制高效濃密設(shè)備(如:高效濃密機(jī)、陶瓷過濾機(jī)、真空過濾機(jī)、盤式過濾機(jī)等)，為高濃度全尾礦漿的制備供應(yīng)有效保證；同時，探討削減或消退充填設(shè)備磨損和腐蝕的方法。更重要的是要研制高濃度輸送設(shè)備，采納壓排設(shè)備輸送，目的調(diào)整各段輸送壓力，防止輸送堵管現(xiàn)象；對于充填系統(tǒng)卸料濃度和物料流量的自動限制技術(shù)正?；?，最為關(guān)鍵的是要研制和引進(jìn)適合于礦山應(yīng)用的自動化設(shè)備和儀表，建立真正意義上的自動限制系統(tǒng)，從而調(diào)整充填系統(tǒng)的全尾礦卸料、充填固化材料和清水等物流量來自動調(diào)整充填濃度。(4)深部充填采礦技術(shù)。隨著礦床開采的不斷延長，采場范圍擴(kuò)大，地壓增高，尤其是高地應(yīng)力礦區(qū)，不僅采場突變失穩(wěn)風(fēng)險在增加，而且潛在的危害也加大。所以，進(jìn)行深部充填采礦可以解決采場不平衡應(yīng)力的傳遞和調(diào)整，其傳遞和調(diào)整的結(jié)果，可能導(dǎo)致原巖應(yīng)力場再次處于平衡狀態(tài)。其次章湘西金礦沃溪礦區(qū)尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng)湘西金礦沃溪礦區(qū)是一個含有金鎢銻等多金屬的緩傾斜薄礦體礦山。地質(zhì)構(gòu)造弱面較多，頂板巖石不夠穩(wěn)固，地表有小溪以及大量工業(yè)廠房及生產(chǎn)設(shè)施須要愛護(hù)，不允許陷落，空區(qū)除用干式充填外，其它須要用尾砂充填和尾砂膠結(jié)充填，以限制和削減地表沉降。目前該礦區(qū)的礦體已開拓至24中段（標(biāo)高-310m），回采已到22中段（標(biāo)高-260m）。礦區(qū)分上下兩個采區(qū)進(jìn)行開采。上采區(qū)（1-12中段）主要進(jìn)行二次回收老采區(qū)中的充填料礦及過去漏采的網(wǎng)脈礦體。下采區(qū)（13-20中段）全部回采原生礦體。2.1膠結(jié)充填系統(tǒng)工藝流程本充填系統(tǒng)工藝流程最大的特點(diǎn)在于全面采納局部流態(tài)化虹吸尾砂料倉代替國內(nèi)外普遍采納的底卸式料倉，從而改進(jìn)了尾砂漿的卸料性能。與底卸式料倉相比，不但卸料濃度高，而且卸料濃度和流量穩(wěn)定，更有利于進(jìn)行自動調(diào)整和限制。尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng)包括尾砂的分級、上料、儲存、定量給料；水泥的上料、儲存和定量給料；水泥尾砂漿的攪拌；水泥尾砂漿輸送和中心限制室等5部分。右圖1為尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng)流程圖。來自選廠的尾砂經(jīng)分級站旋流器脫泥后，用砂泵輸送到尾砂倉，在倉中靠自重沉降儲存于倉內(nèi)，溢流水從倉頂環(huán)形溢流槽通過溢流管自流到三廢高位池待處理。水泥用散裝水泥車運(yùn)至充填站然后借助壓氣用管道輸送入倉內(nèi)，余風(fēng)經(jīng)袋式除塵器過濾后排入大氣。充填時尾砂由卸料管卸出，通過電動夾管閥限制流量流入攪拌桶。水泥則由彈性葉輪給料機(jī)定量給料并經(jīng)螺旋電子秤計(jì)量加入攪拌桶內(nèi)。攪拌后的水泥尾砂混合砂漿從攪拌桶流入輸送管道利用位能輸送到采場。2.2局部流態(tài)化虹吸砂倉結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)它的結(jié)構(gòu)原理是在料倉的肯定范圍內(nèi)，即卸料口旁邊形成一局部地區(qū)的流化床層，然后通過虹吸管將流化料漿吸出輸送到倉外進(jìn)行卸料。這一過程是連續(xù)進(jìn)行的，從而造成了流化和輸送這兩個必要的條件。湘西金礦沃溪礦區(qū)新充填系統(tǒng)采納的尾砂料倉就是依據(jù)以上結(jié)構(gòu)原理以及長沙礦冶探討院流態(tài)化吸出式砂倉的探討成果設(shè)計(jì)的。砂倉滿意以下具體要求：具有較高的有效卸料率，同樣尺寸下具有較大的容積；合理的流化區(qū)范圍，保證有效的流化和穩(wěn)定的卸料，合理的流化噴嘴數(shù)量和布置方式，保證卸出料漿的濃度及其可調(diào)性。因此在沃溪礦區(qū)新充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)時料倉采納半球形底部結(jié)構(gòu)，上部為圓筒形，直徑8m，高16m，加上5.5m混凝土底座，總高為21.5m，倉內(nèi)布置有兩根虹吸卸料管(一根備用)由倉底引出到倉體外，虹吸管的吸入端安裝在料倉的中心，虹吸管在倉中部分采納新型的彈性減壓裝置并用多根鋼絲繩吊掛固定在料倉中，從而可緩沖和削減虹吸管卸料時產(chǎn)生的振動力。另外倉底中心布置兩圈環(huán)形噴嘴(其中一個水環(huán)為備用)，在倉中下部裝有帶噴嘴的噴射環(huán)以及在倉底部裝有中心卸料口，供搭拱和清倉時運(yùn)用，倉頂設(shè)有人行棧橋和環(huán)形溢流槽并裝有YO-YO料位計(jì)，監(jiān)測砂倉的料位高度。由倉底引出的卸料管下部裝有手動夾管閥，卸料管進(jìn)入攪拌桶的管路上裝有電動夾管調(diào)整閥，電磁流量計(jì)，B-2301型微機(jī)式工業(yè)密度計(jì)以及清洗和調(diào)整水管，進(jìn)行卸料流量和濃度的監(jiān)測和限制。采納壓力為800kPa的水泵供水，水量可由閥門限制以便調(diào)整流化砂漿的濃度。借助流化和虹吸進(jìn)行卸料。為保證料倉正常工作，局部流態(tài)化虹吸料倉的作業(yè)必需嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。2.3充填系統(tǒng)其它主要技術(shù)設(shè)施2.3.1水泥倉水泥倉結(jié)構(gòu)如右圖2所示。其上部為直徑4.5m的圓筒，筒高4.5m，下部為中心角60度的錐體，高3.6m，可裝水泥120t。水泥倉頂部裝有袋式除塵器，內(nèi)裝24個直徑為200mm，長2m除塵袋。水泥上料時，可以在中心限制室操作電磁鐵的按紐抖動除塵器，以保證脫風(fēng)效果。水泥倉底部卸料口與手動插板閥、彈性葉輪給料機(jī)及螺旋電子秤相連接。方型卸料口的兩側(cè)裝有水泥微孔板，壓氣從微孔板流出，使卸料口流化，卸料以上1.7m高的錐體上裝有環(huán)形壓風(fēng)管，當(dāng)水泥結(jié)拱時，可在中心限制室開動電磁，通入高壓風(fēng)流進(jìn)行松動。水泥倉頂部裝有UYZ-513B電容物位計(jì)，監(jiān)控倉中的料位以便合理支配水泥進(jìn)料和防止水泥倉過載時水泥由布袋外溢。2.3.2自動檢洲和限制系統(tǒng)自控的主要對象是尾砂倉，水泥倉和攪拌桶。砂倉充填過程中的主要工作參數(shù)是卸出砂漿的濃度和流量，水泥倉的工作參數(shù)是給料量，為了保證充填體的質(zhì)量，對充填過程進(jìn)行監(jiān)測和限制是特別必要的。自控方案的選擇主要取決于被控對象的工作性能，對限制精度的要求以及檢測和調(diào)整儀表工作的牢靠性。由于虹吸砂倉卸料濃度高，流量和濃度比較穩(wěn)定，同時對采場充填不須要嚴(yán)格的瞬時限制，因此采納了單參數(shù)定值限制的方案。這一方案的優(yōu)點(diǎn)是限制線路簡潔，技術(shù)牢靠。缺點(diǎn)是在調(diào)整的過程中各參數(shù)的瞬時值不能保證嚴(yán)格的比例關(guān)系。但由于參數(shù)變更不太大，其平均值保持了良好的比例關(guān)系，因此不會影響充填質(zhì)量。在限制系統(tǒng)中，充填前的打算，充填設(shè)備的依次啟動和停車采納人工限制，而充填過程中生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)整采納自動限制。這樣既可以達(dá)到有效限制充填生產(chǎn)的目的，又能簡化自控路途，提高自控的牢靠性。充填站還裝有燈光信號和報警器，剛好反映出全系統(tǒng)的工作狀況。并采納電話和采場及充填巷道之間進(jìn)行聯(lián)系。2.3.3水泥砂漿攪拌桶水泥砂漿攪拌桶直徑1.5m，高1.5m，電機(jī)動率15kw，葉輪直徑650mm，轉(zhuǎn)速為320r/min。攪拌桶出口與電動調(diào)整夾管閥和4寸充填輸送管路相連接，由裝在攪拌桶上的液位變送器輸出訊號調(diào)整夾管閥開度，限制攪拌桶液位。液位高度限制在0.75-1.10m。2.4充填系統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)2.4.1尾砂脫泥及輸送來自選廠的全尾砂經(jīng)分級站中直徑500mm旋流器脫泥后，其沉砂加水稀釋后用渣漿泵經(jīng)直徑70mm，長170m管道送入立式砂倉儲存。2.4.2砂倉性能試驗(yàn)砂倉工業(yè)試驗(yàn)主要是考核砂倉在工業(yè)生產(chǎn)條件下的工作性能。具體試驗(yàn)內(nèi)容包括：考核砂倉卸料流量和濃度的調(diào)整性能；考核砂倉中砂面的運(yùn)動狀態(tài)和有效放砂率；確定砂倉的最小平安卸料流量和最大卸料流量；標(biāo)定電磁流量計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果表明，卸料流量調(diào)整范圍由最小卸料流量20m3/h到調(diào)整閥門打開60%時的62.5m3/h，充填2442和2160兩個采場平均流量為42.2m3，平均濃度為63.54%，在試驗(yàn)調(diào)整的范圍內(nèi)砂倉的工作性能良好，未產(chǎn)生砂倉卸料口堵塞或卸料不暢通的現(xiàn)象，也未造成卸料濃度的顯著變更；虹吸放砂、砂倉中砂面全斷面勻稱下降，整個卸料過程中砂面各點(diǎn)測得高度差別不大；當(dāng)卸料重量濃度限制在65%以上時，有效卸料率為85%，當(dāng)尾砂漿重量濃度降至60%時有效卸料率為88%；砂倉在整個卸料過程中都保持了較高濃度，當(dāng)采納70%的水泥尾砂漿濃度時，有80%尾砂漿試樣符合充填濃度要求。另外從兩個采場的尾砂充填和膠結(jié)充填試驗(yàn)記錄曲線中也可以看出實(shí)際生產(chǎn)過程中砂倉的流量和濃度都比較穩(wěn)定。2.4.3散裝水泥入倉及水泥定給料散裝水泥入倉采納東風(fēng)牌罐車壓氣管道輸送方法。這種方法工藝簡潔、效率高。試驗(yàn)結(jié)果表明，每臺車裝載5t散裝水泥輸送風(fēng)壓為200kPa時僅需6-8min就可以輸送完畢。水泥倉利用調(diào)速電機(jī)帶動葉輪給料機(jī)通過螺旋電子秤稱重變更給料機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)水泥的定量調(diào)整和給料。對螺旋秤計(jì)量的精度進(jìn)行了法碼標(biāo)定，并與理論計(jì)算結(jié)果作了比較。結(jié)果表明，瞬時值誤差為0.375-7.325%，累計(jì)誤差值為-2.116%一11.4%。2.4.4充填站至井下采場管道輸送參數(shù)充填管道輸送參數(shù)是依據(jù)湘西金礦充填采場的原始數(shù)據(jù)，依據(jù)長沙礦冶探討院水泥砂漿管道輸送參數(shù)試驗(yàn)舉薦的閱歷計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算的。試算中首先按光滑管道計(jì)算水力坡降，然后按粗糙管進(jìn)行驗(yàn)算。依據(jù)粗糙管計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)資料數(shù)據(jù)比較接近。充填倍線是通過計(jì)算充填管線自然高差位能壓頭所能供應(yīng)的水力坡降與摩阻計(jì)算結(jié)果相比較的方法進(jìn)行校核的。對地表充填管路和各個采場充填管路的驗(yàn)算結(jié)果表明，當(dāng)考慮彎頭局部阻力并取平安系數(shù)k=1.2時，大部分采場位能壓頭都能滿意充填實(shí)力的要求，僅少數(shù)采場采納3寸時管充填量需降至40m3/h。2.4.5采場尾砂充境和尾砂膠結(jié)充填試生產(chǎn)尾砂充填和尾砂膠結(jié)充填生產(chǎn)在2142和2160兩個采場進(jìn)行，2142采場面積1600—2400m2，管線長1878m，地表段長231m，高差493m，沿充填管路共有7個彎頭；2160采場面積約400m2，管線長1870，高差433m，沿充填管路共有7個彎頭。生產(chǎn)前對充填輸送參數(shù)作了計(jì)算，依據(jù)充填物料配比和充填參數(shù)，確定水泥和尾砂的給料量。依據(jù)湘西金礦沃溪礦區(qū)采后一次充填采場不進(jìn)設(shè)備，只要求尾砂能獨(dú)立就可以滿意充填質(zhì)量要求，初步選定充填料灰砂比采納1:20和1:10兩種。這一配比70%濃度的水泥尾砂漿比重為1.675m3。盡管采后一次充填可進(jìn)行大流量連續(xù)作業(yè)，但由于試生產(chǎn)時充填系統(tǒng)的實(shí)際條件（地表段采納4寸塑料管，井下采納的4寸管均為已用過10多年的舊塑料管不耐壓而且輸送距離長，大流量高濃度的充填有爆管的危急）所限，試生產(chǎn)流量一般均限制在50m3/h以下，2142和2160采場試生產(chǎn)充填實(shí)力定為40-50m3/h，其相應(yīng)的流速為2.45m/s，均大于臨介流速。試生產(chǎn)充填工作共進(jìn)行31h，其中加水泥膠結(jié)充填進(jìn)行3h30min，共卸出干水泥約20t，共充填砂漿(飽和尾砂漿)體積約752m3，運(yùn)用尾砂量約1344t。其中充填混凝土量為140m3，平均每小時充填量約25.26m3/h，平均消耗砂量約為43.36t/h。試生產(chǎn)過程中對尾砂倉流量和濃度，水泥倉給料量，水泥砂漿濃度，混凝土試塊強(qiáng)度等各生產(chǎn)參數(shù)均進(jìn)行了全面的測量。結(jié)果表明，實(shí)際參數(shù)與設(shè)計(jì)數(shù)值相接近。為了檢查充填體強(qiáng)度，在充填過程中每隔1小時取1組3塊試塊，共取3組9塊試塊，試塊采納70*70*70鐵模制作，在保持潮濕條件下養(yǎng)護(hù)38天，然后作抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。組試塊抗壓強(qiáng)度測定的結(jié)果表明，本系統(tǒng)的充填質(zhì)量完全滿意生產(chǎn)要求第三章充填采礦新工藝4.1盤區(qū)機(jī)械化細(xì)砂水砂充填采礦肯定量的尾砂漿與棒磨砂漿(均采納變頻器限制)攪拌混合后經(jīng)100mm無縫鋼管路自流送至采場。試驗(yàn)參數(shù)如下:尾砂與棒磨砂配比為1：3，料漿濃度60%-70%，砂漿流量110-130m3/h，充填倍線1.5-2.5并在獅嶺盤區(qū)和頂板礦體10個分層采場進(jìn)行了試驗(yàn)，充填量約6000m3。脫水井采納木板順路架設(shè)，與膠結(jié)充填基本相同。由于細(xì)砂充填料具有良好的透滲脫水性能，對于300m2的采場，一般布置1個脫水井即可滿意脫水要求。由于料漿充入采場后，顆粒沉降較快，充填水可以隨充隨脫，因而充填體具有良好的獨(dú)立實(shí)力，人員可馬上在充填面上站立行走，對脫水井側(cè)壓力較??；另外，每層膠面都起到固結(jié)脫水井的作用，這樣，確保了脫水井穩(wěn)固平安。此法具有實(shí)現(xiàn)了連續(xù)充填，滿意了設(shè)備大型化的采礦工藝要求，具有礦石貧損小，成本低的特點(diǎn)，并且擴(kuò)大了尾砂運(yùn)用范圍。4.2全尾砂高水固化膠結(jié)充填工藝高水固化材料包括有甲、乙料兩種成分。甲料為膠凝硬化組分，主要由硫鋁酸鹽水泥等和緩凝劑組成；乙料是速凝劑組分，主要由石膏、石灰、速凝劑、解凝劑、平衡劑、懸浮劑等外加劑共同混磨而成。這種材料（1）可用于全尾砂膠結(jié)充填。利用礦山全尾砂砂漿，加上高水固化材料制成料漿，實(shí)現(xiàn)全尾砂充填料漿低濃度、大實(shí)力輸送，充填料井下不脫水，充填體快速凝固，充填接頂效果好，改善了井下的工作環(huán)境。對于尾砂產(chǎn)率高的礦山，運(yùn)用部分全尾砂，既可省去尾砂分級工藝，又延長了尾砂庫服務(wù)年限，緩解了細(xì)粒級尾砂筑壩難的問題。在尾砂產(chǎn)率低的礦山