一種降低膏體料漿沿程阻力損失的充填方法
2023-06-04 20:14:51 2
專利名稱：一種降低膏體料漿沿程阻力損失的充填方法
技術領域：
本發明屬於礦山充填技術領域，涉及一種膏體充填的方法，具體涉及一種降低膏體料漿沿程阻力損失的充填方法，能有效降低膏體料漿沿程阻力損失，提高膏體充填體質量。
背景技術：
膏體充填技術，是多年來充填界關注的核心充填工藝技術，也是每次國際充填採礦會議討論最多的充填工藝技術，從世界範圍及長遠發展來看，是充填採礦技術發展的主力方向。然而，膏體泵送充填系統從地表通過充填小井、充填鑽孔、主充填巷道到採場完成充填作業，整套管路系統拐彎多、總輸送距離大，造成膏體在管路系統流動時的沿程阻力損失很大，使得膏體充填泵的工作壓力增大，進而造成管路爆裂、接頭洩漏等，嚴重影響膏體充填系統的正常運行，制約著膏體充填技術的進步與發展。
發明內容
為了克服上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種降低膏體料漿沿程阻力損失的充填方法，降低膏體充填泵的工作壓力，防止管路爆裂、接頭洩漏，保證膏體充填系統正常運行。為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是，一種降低膏體料漿沿程阻力損失的充填方法，能夠降低膏體充填泵的工作壓力，保證膏體充填系統正常運行，該方法具體按以下步驟進行
步驟1 採用現有膏體充填系統，在該膏體充填系統攪拌槽上方設置一個連接有電動流量泵的容器；
步驟2 採用現有方法配製重量濃度為78% 80%的膏體料漿，將配製的膏體料漿送入步驟1的容器中；
步驟3 開啟電動流量泵，將減水劑加入步驟2注入膏體料漿的容器內，形成混合膏體充填料漿；所加減水劑的重量為該混合膏體充填膏體料漿總重量的1% 1. 5% ；
步驟4 將步驟3形成的混合膏體料漿送入充填系統的攪拌槽，攪拌均勻，控制攪拌槽內的溫度為 30°C、溼度為75% 85%，製得全尾砂膏體料漿，然後通過膏體充填系統將該全尾砂膏體料漿輸送到採場，完成充填。本發明充填方法通過在膏體料漿中加入一定量的減水劑，並在一定的溫度和溼度下進行攪拌，增加了膏體料漿的流動性，降低了膏體泵壓，提高了抗壓強度，增大了膏體料漿的坍落度。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進行詳細說明。膏體泵送充填系統從地表通過充填小井、充填鑽孔、主充填巷道到採場完成充填作業，整套管路系統拐彎多、總輸送距離大，造成管路系統的沿程阻力損失很大，導致膏體充填泵的工作壓力增大，進而造成管路爆裂、接頭洩漏等，嚴重影響著膏體充填系統的正常運行。為了解決上述問題，本發明提供了一種能有效降低膏體料漿沿程阻力損失、提高膏體充填體質量的方法。該方法具體按以下步驟進行
步驟1 採用現有膏體充填系統，在該膏體充填系統攪拌槽上方設置一鐵製的容器，該容器的尺寸為3000mmX3000mmX 1500mm，將該容器與電動流量泵相連接；
步驟2 採用現有方法配製重量濃度為78 80%的膏體料漿，該膏體料漿中棒磨砂與尾砂的重量比為1 1. 5 :1，每立方米該膏體料漿中含有300kg水泥和100 150kg粉煤灰，添加水泥時控制水泥的流量為35t/h ；將配製的膏體料漿送入步驟1的容器中；
步驟3 開啟電動流量泵，將減水劑加入步驟2注入膏體料漿的容器內，形成混合膏體充填料漿；所加減水劑的重量為該混合膏體充填膏體料漿總重量的1% 1. 5% ； 減水劑採用金昌礦業建材化工廠生產的JKJ-NF型高效泵送減水劑。步驟4 將步驟3形成的混合膏體料漿送入充填系統的攪拌槽，攪拌均勻，控制攪拌槽內的溫度為 30°C、溼度為75% 85%，製得全尾砂膏體料漿，然後將該全尾砂膏體料漿通過膏體充填系統以80 100m3/h的流量輸送到採場，完成充填。膏體充填工藝的主要特點是輸送的料漿濃度高，呈膏體狀態，膏體料漿有良好的穩定性和可塑性，其塑性粘度與屈服應力較大，不能自流，需採用泵壓輸送。膏體料漿在流動中不沉澱、不離析、不脫水，並有一定比例的細粒物料，更適合全尾砂充填材料。由於膏體充填料漿不脫水，故沉縮率非常小，有利於採場充填接頂，並可避免水泥流失，減少水泥用量，充填體強度更能得到保障。膏體料漿在管路中的流動呈柱塞狀，屬於非牛頓流體，其核心呈恆速流動，在沿管道橫斷面的垂直軸線上沒有明顯的濃度梯度，料漿輸送可靠，對管道的磨損很小。這些特點彌補了自流輸送充填中的不足和存在的問題，使得膏體充填技術成為充填採礦技術發展的主力方向。膏體泵壓輸送是膏體充填技術的關鍵，充填材料的可泵性、充填管道的管流阻力、 壓力損失以及管路敷設、設備性能等直接關係到膏體泵壓輸送的效果，需要採取各種有效措施和手段，如保證一定的細粒級成分，適當增加粗粒級含量，添加減阻劑，適當加大輸送管管徑以及降低流速等，並使充填物料充分混合均勻和滿管輸送。為確保安全生產，輸送到井下並在井下膠結的膏體的抗壓強度必須滿足一定的要求，結合井下作業實際情況，製備全尾砂膏體漿料時，必須將環境溫度和溼度控制在特定的範圍內，方可激髮膠結材料活性，提高化學活性，形成滿足強度要求的充填體。本發明充填方法採用特製容器盛裝一定濃度的膏體漿料，並加入一定比例的 JKJ-NF型高效泵送減水劑，然後在與井下實際溫度和溼度相近的特定的溫度、溼度條件下， 攪拌形成能用於井下充填的全尾砂膏體料漿，提高了膏體料漿的流動性，增強了膏體料漿的穩定性、和易性和可泵性，能夠降低膏體泵壓、提高抗壓強度、增大坍落度；有效降低了膏體料漿管路的沿程阻力損失，實現膏體料漿的遠距離輸送。該充填方法工藝簡單，操作方便，有利於膏體充填系統向深部開採系統延伸，且能夠提高充填體的各齡期強度，特別是早期強度，有利於改善礦山在高強度採礦條件下的安全生產環境，加快礦山的採充循環速度， 為我國膏體充填技術向深部開採領域拓展找到了新途徑與方法，也是我國充填採礦技術發展的必由之路。
實施例1
採用現有膏體充填系統，在該膏體充填系統攪拌槽上方設置一尺寸為 3000mmX 3000mmX 1500mm的鐵製容器，將該容器與電動流量泵相連接；採用現有方法配製重量濃度為80%的膏體料漿，該膏體料漿中棒磨砂與尾砂的重量比為1 :1，每立方米該膏體料漿中含有300kg水泥和IOOkg粉煤灰，添加水泥時控制水泥的流量為35t/h ；將配製的膏體料漿送入鐵製容器中；開啟電動流量泵，將JKJ-NF型高效泵送減水劑加入該容器中，形成混合膏體充填料漿；所加減水劑的重量為該混合膏體充填膏體料漿總重量的1. 5% ；將形成的混合膏體料漿送入充填系統的攪拌槽，攪拌均勻，控制攪拌槽內的溫度為、溼度為 75%，製得全尾砂膏體料漿，然後通過膏體充填系統將該全尾砂膏體料漿以80m3/h的流量輸送到採場，完成充填。採用本發明方法進行充填時全尾砂膏體料漿充填性能技術指標和採用現有方法進行充填時全尾砂膏體料漿充填性能技術指標對比，如表1所示。表1本發明方法中全尾砂膏體料漿與現有方法中全尾砂膏體料漿充填性能技術指標對比
(bar)抗壓強度(MPa>fflll (cm)控制yB [!Γ JF^I^V / IlJ.....R3 Ii%現有充填方法401232.4 3JIA23 J本發填方法351122.7 43EM25.8
表1顯示，採用本發明充填方法，輸送膏體料漿的泵壓小於現有充填方法中的泵壓，避免發生管路爆裂和接頭洩漏等現象。同時輸送的全尾砂膏體料漿的抗壓強度和坍落度均高於現有方法輸送的膏體料漿，有效降低了膏體料漿管路的沿程阻力損失，實現膏體料漿的遠距離輸送。實施例2
採用現有膏體充填系統，在該膏體充填系統攪拌槽上方設置尺寸為 3000mmX 3000mmX 1500mm的鐵製容器，將該容器與電動流量泵相連接；採用現有方法配製重量濃度為78%的膏體料漿，該膏體料漿中棒磨砂與尾砂的重量比為1. 5 :1，每立方米該膏體料漿中含有300kg水泥和150kg粉煤灰，添加水泥時控制水泥的流量為35t/h ；將配製的膏體料漿送入該容器中；開啟電動流量泵，將JKJ-NF型高效泵送減水劑加入該容器內， 形成混合膏體充填料漿；所加減水劑的重量為該混合膏體充填膏體料漿總重量的1% ；將形成的混合膏體料漿送入充填系統的攪拌槽，攪拌均勻，控制攪拌槽內的溫度為30°C、溼度為 85%，製得全尾砂膏體料漿，然後將該全尾砂膏體料漿通過膏體充填系統以100m3/h的流量輸送到採場，完成充填。採用本發明方法進行充填時全尾砂膏體料漿充填性能技術指標和採用現有方法進行充填時全尾砂膏體料漿充填性能技術指標對比，如表2所示。表2本發明方法中全尾砂膏體料漿與現有方法中全尾砂膏體料漿充填性能技術指標對比
權利要求
1.一種降低膏體料漿沿程阻力損失的充填方法，能夠降低膏體充填泵的工作壓力，保證膏體充填系統正常運行，其特徵在於，該方法具體按以下步驟進行步驟1 採用現有膏體充填系統，在該膏體充填系統攪拌槽上方設置一個連接有電動流量泵的容器；步驟2 採用現有方法配製重量濃度為78% 80%的膏體料漿，將配製的膏體料漿送入步驟1的容器中；步驟3 開啟電動流量泵，將減水劑加入步驟2注入膏體料漿的容器內，形成混合膏體充填料漿；所加減水劑的重量為該混合膏體充填膏體料漿總重量的1% 1. 5% ；步驟4 將步驟3形成的混合膏體料漿送入充填系統的攪拌槽，攪拌均勻，控制攪拌槽內的溫度為 30°C、溼度為75% 85%，製得全尾砂膏體料漿，然後通過膏體充填系統將該全尾砂膏體料漿輸送到採場，完成充填。
2.根據權利要求1所述的充填方法，其特徵在於，所述步驟1中容器的尺寸為 3000mm X 3000mm X 1500mm。
3.根據權利要求1所述的充填方法，其特徵在於，所述步驟2配製的膏體料漿中棒磨砂與尾砂的重量比為1 1. 5 :1，每立方米該膏體料漿中含有300kg水泥和IOOk 150kg粉煤灰。
4.根據權利要求3所述的充填方法，其特徵在於，所述配製膏體料漿時加入水泥的流量為35t/h。
5.根據權利要求1所述的充填方法，其特徵在於，所述步驟3中的減水劑採用金昌礦業建材化工廠生產的JKJ-NF型高效泵送減水劑。
6.根據權利要求1所述的充填方法，其特徵在於，所述步驟4中以80m3/h 100m3/h的流量輸送全尾砂膏體料漿。
全文摘要
本發明公開了一種降低膏體料漿沿程阻力損失的充填方法，在膏體充填系統攪拌槽上方設置連接有電動流量泵的容器；採用現有方法配製膏體料漿，並送入容器；將減水劑加入該容器，形成混合膏體充填料漿；將該混合膏體料漿送入攪拌槽，攪拌均勻，控制攪拌槽內的溫度為28～30℃、溼度為75～85%，製得全尾砂膏體料漿，然後通過膏體充填系統將該全尾砂膏體料漿輸送到採場，完成充填。本發明充填方法增加了膏體料漿的流動性，降低了膏體泵壓，提高了抗壓強度和坍落度，實現了膏體料漿的遠距離輸送，有利於膏體充填系統向深部開採系統延伸，提高了充填體各齡期特別是早期強度，為我國膏體充填技術向深部開採領域拓展找到了新途徑與方法。
文檔編號E21F15/00GK102322291SQ201110160688
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者張海軍, 楊志強 申請人:金川集團有限公司