高濃度全尾砂膠結充填礦井下採空區的方法
2023-05-29 18:44:11
專利名稱：高濃度全尾砂膠結充填礦井下採空區的方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵礦採礦業中尾砂利用的方法，具體是利用鐵礦尾砂對井下採空區充填方法。
背景技術：
礦山採空區回填是直接利用尾礦最行之有效的途徑之一。現有的尾砂膠結充填雖然具有較高的生產能力和良好的管道輸送特性，但由於使用大量水泥作為膠結劑，使充填成本增加，而且受自流管道輸送濃度限制，普通的尾砂膠結充填質量濃度不高(一般在 65%以下)充入採場後，大量的水份必須通過濾水實施排出，不僅增加了排水費用，汙染了井下環境，而且降低了充填體的強度，不能起到支撐巖體的作用，降低回採安全係數。
發明內容
為了使礦山採空區更好的得到回填，本發明提供了高濃度全尾砂膠結充填礦井下採空區的方法。為了實現上述目的本發明採用如下技術方案一種高濃度全尾砂膠結充填礦井下採空區的方法，其特徵在於包括以下步驟(1)全尾砂輸送選礦廠全尾砂送入充填站臥式砂倉，充填需要尾砂的不足部分可由尾砂庫補充， 尾砂庫取砂有兩種方法一是取幹砂，由皮帶或自卸汽車運往充填站砂倉；二是在尾砂庫內製40% 50%濃度漿泵入充填站臥式砂倉再行沉澱脫水；(2)全尾砂漿製備進入充填站臥式砂倉的全尾砂及尾砂漿，在砂倉內進行自然沉降、溢流脫水，溢流水通過溢流管流入回水池及選礦廠汙水淨化站，待砂倉全尾砂沉降濃度達到68%左右後， 對池內全尾砂進行壓氣造漿30 40min，壓氣造漿均勻後，即可打開砂倉放砂閥，通過管道向攪拌機供砂漿；(3)水泥貯放全尾砂膠結充填料常用普通矽酸鹽水泥，螺旋轉速由變頻調速器進行調節，稱重式螺旋給料機給料量為10 20t/h，配套電機功率3. 5-4kw ；(4)充填漿製備與礦井下採空區充填全尾砂漿及水泥分別經放砂管及稱重式螺旋給料機定量進入攪拌機進行攪拌制充填漿，水泥和全尾砂漿的混合比例為1 6-12，使得充填漿體質量濃度為70. 8% 73.6%,在礦井下採空區上布設輸砂管線，接入充填站，通過充填站將充填漿打入礦井下採空區，在輸砂管線上安裝壓風支管，壓風支管上設有逆止閥與球閥，壓風支管與水平輸砂管呈30°角，在輸砂管線打入充填漿時，通過壓風支管充入壓縮氣體，推動充填漿進入採空區；同時在礦井下採空區上、尤其是採空區邊緣上布設抽氣井，在抽氣井上設抽氣機，在向礦井下採空區輸充填漿的同時，不斷抽氣形成採空區負壓，有助於充填漿向採空區邊緣地帶漫延充填。所述的步驟中檢測漿體製備質量在漿體出口下部也設置一段檢測管，檢測管上安裝電磁流量計及核密度計進行流量及濃度檢測，然後進入充填鑽孔及井下充填管網自流輸送至井下空區進行充填。在礦井下採空區上設煤氣輸送井，煤氣輸送井內安裝有煤氣輸送管道，煤氣輸送管道前端安裝有煤氣燃燒灶頭，在輸砂管線打入充填漿時，通過煤氣燃燒灶頭點燃煤氣，不斷消耗採空區內的氧氣，以形成採空區內負壓。本發明的有益效果本發明降低了充填成本，使得採空區充填尾砂最終濃度達到70-80%，有效的防止採空區積水，降低採空區底部的壓力；不僅加固了支撐作用而且回採安全係數高，增強了採場的生產能力，提高了資源利用率，帶來較大的經濟效益和社會效益。
圖1本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1 高濃度全尾砂膠結充填方法，包括以下步驟(1)全尾砂輸送選廠全尾砂送入臥式砂倉，當選廠排尾口砂漿濃度過低，體積過大，超過砂倉容量時可將排尾口三通接入地面尾砂庫。充填需要尾砂的不足部分可由尾砂庫補充，尾砂庫取砂有兩種方法一是取幹砂，由皮帶或自卸汽車運往充填站砂倉；二是在尾砂庫內製漿 (40% 50%濃度)泵入充填站砂倉再行沉澱脫水；(2)全尾砂漿製備由選廠尾砂漿及尾砂庫內的尾砂一起進入充填站臥式砂倉，在砂倉內進行自然沉降、溢流脫水，溢流水通過溢流管流入回水池及選廠汙水淨化站，待砂倉礦尾砂沉降濃度達到68%左右後，通過壓氣造漿裝置對池內全尾砂進行活化造漿；造漿裝置包括空壓機、總進風管、進風支管、閥門、電磁閥及壓氣造漿噴嘴等，由選廠或尾砂庫輸送來的濃度為15% 40%的全尾砂漿或幹尾砂，通過多處卸料點向砂倉供砂，待砂倉內全尾砂漿沉降後且水位超過溢流口，則打開砂倉側壁上相應位置上的溢流閥，排除砂倉中尾砂面上部的積水，積水流入回水池供拌漿與清洗之用，多餘的水返回選廠貯水池內備用。待砂倉內全尾砂面上部的積水排完後，即可按順序開啟各排壓氣造漿噴嘴，對池中全尾砂漿進行壓氣造漿，時間約30 40min，壓氣造漿均勻後，即可打開砂倉放砂閥，通過管道向攪拌機供砂漿。放砂期間靠近放砂端兩排壓氣造漿噴嘴始終處於工作狀態，而其餘則依次循環開啟，整個造漿過程均採用自動控制。為了檢測和控制全尾砂漿的供料量，在放砂管的垂直段安裝有密度計，電磁流量計與電動夾管閥，攪料機上端還安裝有超聲液位計，分別檢測尾砂濃度，流量和液位，並進行流量和濃度控制。攪拌機規格為Φ 3. 0X3. 5m,電機37km，生產能力100m3/h ；攪拌機下口由管道接入充填鑽孔上方的漏鬥內。
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(3)水泥貯放全尾砂膠結充填料常用42. 5級普通矽酸鹽水泥，水泥經散裝水泥罐車運至充填站，用壓風由倉頂卸入水泥筒倉內。水泥筒倉為鋼板焊制，直徑Φ6. 0m，高16. Om，地表以上高7. 5m，水泥筒倉有效容積350m3，可儲有水泥455t，水泥倉頂部設有袋式除塵器，雷達料位計等。水泥倉底部裝有可調節流量的插板、針輪給料器與稱重式螺旋給料機，向攪料機定量連續給料，螺旋轉速由變頻調速器進行調節，以滿足配比設計要求。稱重式螺旋給料機給料量為10 20t/h，配套電機功率4kw。(4)充填料製備全尾砂漿及水泥分別經放砂管及稱重式螺旋給料機定量進入攪拌機進行攪拌製漿。為了檢測漿體製備質量，在漿體出口下部也設置一段檢測管，檢測管上安裝電磁流量計及核密度計進行流量及濃度檢測，然後進入充填鑽孔及井下充填管網自流輸送至井下空區進行充填。為了減少水對漿體充填質量的負面影響，管道採用以壓氣為主，水為輔的水氣聯合清洗，充填站增設壓風管及閘閥。井下水平管線則按一定間距，在輸砂管線上方安裝壓風支管，支管上設有逆止閥與球閥。壓風支管與水平輸砂管呈30°角。例 2高濃度全尾砂膠結充填礦井下採空區的方法，包括以下步驟(1)全尾砂輸送選礦廠全尾砂送入充填站臥式砂倉，充填需要尾砂的不足部分可由尾砂庫補充， 尾砂庫取砂有兩種方法一是取幹砂，由皮帶或自卸汽車運往充填站砂倉；二是在尾砂庫內製40% 50%濃度漿泵入充填站臥式砂倉再行沉澱脫水；(2)全尾砂漿製備進入充填站臥式砂倉的全尾砂及尾砂漿，在砂倉內進行自然沉降、溢流脫水，溢流水通過溢流管流入回水池及選礦廠汙水淨化站，待砂倉全尾砂沉降濃度達到68%左右後， 對池內全尾砂進行壓氣造漿30 40min，壓氣造漿均勻後，即可打開砂倉放砂閥，通過管道向攪拌機供砂漿；(3)水泥貯放全尾砂膠結充填料常用普通矽酸鹽水泥，螺旋轉速由變頻調速器進行調節，稱重式螺旋給料機給料量為10 20t/h，配套電機功率3. 5-4kw ；(4)充填漿製備與礦井下採空區充填全尾砂漿及水泥分別經放砂管及稱重式螺旋給料機定量進入攪拌機進行攪拌制充填漿，水泥和全尾砂漿的混合比例為1 6-12，使得充填漿體質量濃度為70. 8% 73.6%,在礦井下採空區上布設輸砂管線，接入充填站，通過充填站將充填漿打入礦井下採空區，在輸砂管線上安裝壓風支管，壓風支管上設有逆止閥與球閥，壓風支管與水平輸砂管呈30°角，在輸砂管線打入充填漿時，通過壓風支管充入壓縮氣體，推動充填漿進入採空區；同時在礦井下採空區上、尤其是採空區邊緣上布設抽氣井，在抽氣井上設抽氣機，在向礦井下採空區輸充填漿的同時，不斷抽氣形成採空區負壓，有助於充填漿向採空區邊緣地帶漫延充填。在礦井下採空區上設煤氣輸送井，煤氣輸送井內安裝有煤氣輸送管道，煤氣輸送管道前端安裝有煤氣燃燒灶頭，在輸砂管線打入充填漿時，通過煤氣燃燒灶頭點燃煤氣，不斷消耗採空區內的氧氣，以形成採空區內負壓。
權利要求
1.一種高濃度全尾砂膠結充填礦井下採空區的方法，其特徵在於包括以下步驟(1)全尾砂輸送選礦廠全尾砂送入充填站臥式砂倉，充填需要尾砂的不足部分可由尾砂庫補充，尾砂庫取砂有兩種方法一是取幹砂，由皮帶或自卸汽車運往充填站砂倉；二是在尾砂庫內製 40% 50%濃度漿泵入充填站臥式砂倉再行沉澱脫水；(2)全尾砂漿製備進入充填站臥式砂倉的全尾砂及尾砂漿，在砂倉內進行自然沉降、溢流脫水，溢流水通過溢流管流入回水池及選礦廠汙水淨化站，待砂倉全尾砂沉降濃度達到68%左右後，對池內全尾砂進行壓氣造漿30 40min，壓氣造漿均勻後，即可打開砂倉放砂閥，通過管道向攪拌機供砂漿；(3)水泥貯放全尾砂膠結充填料常用普通矽酸鹽水泥，螺旋轉速由變頻調速器進行調節，稱重式螺旋給料機給料量為10 20t/h，配套電機功率3. 5-4kw ；(4)充填漿製備與礦井下採空區充填全尾砂漿及水泥分別經放砂管及稱重式螺旋給料機定量進入攪拌機進行攪拌制充填漿，水泥和全尾砂漿的混合比例為1 6-12，使得充填漿體質量濃度為70. 8% 73. 6%，在礦井下採空區上布設輸砂管線，接入充填站，通過充填站將充填漿打入礦井下採空區，在輸砂管線上安裝壓風支管，壓風支管上設有逆止閥與球閥，壓風支管與水平輸砂管呈30°角， 在輸砂管線打入充填漿時，通過壓風支管充入壓縮氣體，推動充填漿進入採空區；同時在礦井下採空區上、尤其是採空區邊緣上布設抽氣井，在抽氣井上設抽氣機，在向礦井下採空區輸充填漿的同時，不斷抽氣形成採空區負壓，有助於充填漿向採空區邊緣地帶漫延充填。
2.根據權利要求1所述的高濃度全尾砂膠結充填方法，其特徵在於所述的步驟(4) 中檢測漿體製備質量在漿體出口下部也設置一段檢測管，檢測管上安裝電磁流量計及核密度計進行流量及濃度檢測，然後進入充填鑽孔及井下充填管網自流輸送至井下空區進行充填。
3.根據權利要求1所述的高濃度全尾砂膠結充填方法，其特徵在於在礦井下採空區上設煤氣輸送井，煤氣輸送井內安裝有煤氣輸送管道，煤氣輸送管道前端安裝有煤氣燃燒灶頭，在輸砂管線打入充填漿時，通過煤氣燃燒灶頭點燃煤氣，不斷消耗採空區內的氧氣， 以形成採空區內負壓。
全文摘要
本發明公開了一種高濃度全尾砂膠結充填礦井下採空區的方法，即將選廠尾砂漿管送至臥式砂倉存儲、沉澱、溢流、壓氣造漿；水泥存儲及給料、混合攪拌製漿、工藝過程控制設施，製備好的砂漿充填料經鑽孔及井下管網自流輸送輔以壓氣助吹至採場充填，從而降低了充填成本，使得採空區充填尾砂最終濃度達到70-80％，有效的防止採空區積水，降低採空區底部的壓力；不僅加固了支撐作用而且回採安全係數高，增強了採場的生產能力，提高了資源利用率，帶來較大的經濟效益和社會效益。
文檔編號E21F15/00GK102418555SQ20111023044
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月11日 優先權日2011年8月11日
發明者吉少傑, 吉少清, 吳建祥, 張永, 徐濤, 李宏偉, 李彥平, 王志良, 胡廣國, 邵鵬 申請人:安徽大昌礦業集團有限公司