具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔的製作方法

2023-06-11 04:18:11

專利名稱：具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種砂漿充填塔，具體地說，是一種具有絮狀層解 裂功能的全尾礦砂漿充填塔。本發明還涉及與所述砂漿充填塔造漿噴嘴連接的 高壓水泵的壓力計算方法。
背景技術：
全尾砂高濃度充填技術是利用尾礦處理採礦空區的關鍵技術， 該技術對減少採礦成本和對自然環境保護的改善有相當大的作用。該技術是將 尾礦輸送到充填塔中，採用風水聯動的造漿工藝製造充填砂漿，通過管路將砂 漿運輸到井下礦層達到充填採礦空區的目的。
在製造充填砂漿的過程中，尾砂中細粒級即400目以上的特細尾砂在砂倉 中形成一種細粒級的絮狀膠體層，也即是所說的"結餅現象"。現有充填塔多採用 圓錐形倉底，錐形體頂部設出料口，出料口上部設有一個成傘狀的破餅裝置， 該結構是由槽鋼支架和設置在槽鋼上的圓錐形鋼板構成。比如專利號為 2006201676949的中國使用新型"錐形底立式砂倉"，就採用了這種"破餅裝置"。
由於細粒級尾砂形成的絮狀膠體層會完全覆蓋在該傘狀結構的"圓錐形鋼 板"板面上而不能有效破解其整體性，絮狀膠體層在放砂口處形成有效阻擋，使 放砂工作不能持續高濃度進行，連續造漿只能保持1.5小時左右，導致充填能力 低，充填倉的風水造漿頭損壞周期縮短，造漿濃度低，形成制約造漿工藝的"瓶 頸"，因此嚴重製約了採充平衡工作
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種具有絮狀層解裂功能
的全尾砂漿充填塔，並提供與所述砂漿充填塔造漿噴嘴連接的高壓水泵的壓力 計算方法，以及在放砂口處對絮狀膠體層實施有效解裂，以實現全尾高濃度持續充填，用以克服現有技術的不足。 本發明的技術方案如下
一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，其特徵在於安裝於充填 塔底部的造漿噴嘴通過管路和高壓水泵連接水源，通過所述高壓水泵將水通過 造漿噴嘴壓入充填塔，高壓水泵的壓力按下列公式計算
formula see original document page 5p-噴嘴所需水壓，Pa，
H-充填塔高，m,
Z-水源與造漿噴嘴的高差，m，
/V充填塔中沉澱砂的密度，kg/m3，
*=1.4~1.6，為經驗係數，
g=9.8N/kg，為常數；
在水源位置低於造漿噴嘴時適用式(i);
在水源位置高於造漿噴嘴時適用式(ii)，且要求H^Z。
一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，塔體包括圓柱狀主體部分 和半球形塔底部分，在塔底部分的圓形放砂口處設有放砂管，其特徵在於在 放砂管上方的塔底部分內壁上固定設置一個頂角為60度正三角錐體結構的絮狀 層解裂裝置；該絮狀層解裂裝置由三條直線狀螺紋鋼條構成；它們的頂端互相 焊接在一起，該頂點位於圓形放砂口的中心線上；它們的底端分別焊接在塔底 部分內壁上，三個焊接點組成正三角形。
所述直線狀螺紋鋼條的長度以及所述正三角形的邊長均為80cm，螺紋鋼條 的直徑為32cm。
所述絮狀層解裂裝置的頂點低於造漿噴嘴所處的最低位置。
所述放砂管內徑直徑為0.130 0.145m。
解裂裝置的角度，所用螺紋鋼的直徑及長度，造漿噴嘴的水壓是本發明的 關鍵技術，以上參數都是經過嚴格的計算，為了達到全尾高濃度充填的最佳效 果而設計的。其中，高壓水泵的壓力計算公式是經過大量反覆實驗得到的經驗 公式，按照該公式計算出的造高壓水泵的壓力進行控制，漿噴嘴的輸出水壓值 與絮狀層解裂裝置技術相結合，對於有效解裂絮狀膠體層非常關鍵。
絮狀層解裂裝置的頂點低於造漿噴嘴所處的最低位置很重要，如果絮狀層 解裂裝置的頂點高於造漿噴嘴所處的最低位置，絮狀層解裂效果會在一定程度 上受到影響。
放砂管的內徑是經過大量實驗和反覆計算得到的數值，實驗和計算中考慮 了充填所需砂漿體積流量和砂漿臨界流速等參數。 本發明還具有以下特點
(1) 、採用半球形塔底，與錐形塔底相比較，塔底活化面積更大，且不易 結拱，保證了砂漿濃度的穩定。
(2) 、在放砂口設置的絮狀層解裂裝置有效地破解了細粒級尾砂形成的絮 狀膠體層，使造漿濃度達到了73%以上，使全尾高濃度充填連續工作時間達到6 小時以上，較原來充填時間提高了三倍，檢修周期由原來的兩個月提高到七個 月，檢修周期延長了2.5倍，每臺充填塔每年可節約直接成本費用61720元(風 動造漿嘴220元/個*132個；水力造漿嘴180元/個*126個)，並且進一步提高了 充填能力，降低了充填維修的勞動強度，為採充平衡提供了保證，使採充周期 由原來15天降低到10天，同時提高了充填質量，降低了採場的二次損失和貧 化。
(3) 、絮狀層解裂裝置的材料採用螺紋鋼，對於採用全尾海水高濃度充填 技術，增強了裝置抗海水腐蝕的能力，提高了裝置的使用壽命。
(4) 、解裂裝置的高度低於造漿噴嘴的所處的位置，目的是使絮狀似膠體 先經過壓力水的衝擊再經過解裂裝置的解裂，實現了更有效的解裂。
(5) 、造眾噴嘴採用膠管封閉固定式噴嘴，解決了風水壓力不穩定的問題， 達到了理想的造漿效果。


圖l是本發明的結構示意圖^
具體實施方式
下面結合附圖和實施例進一步說明本發明。
如圖1所示，充填塔塔體包括圓柱狀主體部分1和半球形塔底部分2，在塔 底部分2的圓形放砂口處設有放砂管4。在放砂管4上方的塔底部分2內壁上固 定設置一個頂角為60度正三角錐體結構的絮狀層解裂裝置3。該絮狀層解裂裝 置3由三條直線狀螺紋鋼條構成；它們的頂端互相焊接在一起，該頂點位於圓 形放砂口的中心線上；它們的底端分別焊接在塔底部分2內壁上，三個焊接點 組成正三角形。所述直線狀螺紋鋼條的長度以及所述正三角形的邊長均為80cm， 螺紋鋼條的直徑為32cm。
在充填塔底部安裝有三條上下平行設置的造漿噴水管，在造漿噴水管上開
設有造漿噴嘴5，造漿噴水管通過管路和高壓水泵連接水源，通過所述高壓水泵 將水通過造漿噴嘴壓入充填塔。所述造漿噴嘴5是膠管封閉固定式噴嘴。
所述絮狀層解裂裝置3的頂點低於造漿噴嘴5所處的最低位置。 所述放砂管4內徑直徑為0.137m。 高壓水泵的壓力按下列公式計算 p = A:(H + Z)psg (i)
式(i)、 (ii)中
p-噴嘴所需水壓，Pa， H-充填塔高，m， Z-水源與造漿噴嘴的高差，m，
/V充填塔中沉澱砂的密度，kg/m3, *=1.4 1.6，為經驗係數， g=9.8N/kg，為常數； 在水源位置低於造漿噴嘴時適用式(i);
在水源位置高於造槳噴嘴時適用式(ii)，且要求H^Z。 充填塔高度按18m計，水源低於噴嘴髙差按5m計，沉砂密度按1600kg/m3
計，A=1.5，由上式得噴嘴壓力最少為0.54Mpa。
本發明實施例的充填塔高18m，內徑直徑8米，放出11113砂漿需要噴出的
水量Qz為0.20 0.24m3，放砂管4內徑直徑0.137m。
權利要求
1.一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，其特徵在於安裝於充填塔底部的造漿噴嘴通過管路和高壓水泵連接水源，通過所述高壓水泵將水通過造漿噴嘴壓入充填塔，高壓水泵的壓力按下列公式計算p＝k(H+Z)ρsg (i)p＝k(H-Z)ρsg (ii)式(i)、(ii)中p-噴嘴所需水壓，Pa，H-充填塔高，m，Z-水源與造漿噴嘴的高差，m，ρs-充填塔中沉澱砂的密度，kg/m3，k＝1. 4～1.6，為經驗係數，g＝9. 8N/kg，為常數；在水源位置低於造漿噴嘴時適用式(i)；在水源位置高於造漿噴嘴時適用式(ii)，且要求H≥Z。
2、 一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，塔體包括圓柱狀主體部 分(1)和半球形塔底部分(2)，在塔底部分(2)的圓形放砂口處設有放砂管(4)，其特徵在於在放砂管(4)上方的塔底部分(2)內壁上固定設置一個 頂角為60度正三角錐體結構的絮狀層解裂裝置(3);該絮狀層解裂裝置(3) 由三條直線狀螺紋鋼條構成；它們的頂端互相焊接在一起，該頂點位於圓形放 砂口的中心線上；它們的底端分別焊接在塔底部分(2)內壁上，三個焊接點組 成正三角形。
3、 如權利要求2所述具有絮狀層解裂功能的全尾砂漿充填塔，其特徵在於 所述直線狀螺紋鋼條的長度以及所述正三角形的邊長均為80cm，螺紋鋼條的直 徑為32cm。
4、 如權利要求2所述具有絮狀層解裂功能的全尾砂漿充填塔，其特徵在於: 所述絮狀層解裂裝置(3)的頂點低於造漿噴嘴(5)所處的最低位置。
5、 如權利要求2或3或4所述具有絮狀層解裂功能的全尾砂漿充填塔，其 特徵在於所述放砂管(4)內徑直徑為0.130 0.145m。
全文摘要
本發明是一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，在放砂管(4)上方的塔底部分(2)內壁上固定設置一個頂角為60度正三角錐體結構的絮狀層解裂裝置(3)；該絮狀層解裂裝置(3)由三條直線狀螺紋鋼條構成；它們的頂端互相焊接在一起，該頂點位於圓形放砂口的中心線上；它們的底端分別焊接在塔底部分(2)內壁上，三個焊接點組成正三角形。在放砂口設置的絮狀層解裂裝置有效地破解了細粒級尾砂形成的絮狀膠體層，使造漿濃度達到了73％以上，使全尾高濃度充填連續工作時間達到6小時以上，較原來充填時間提高了三倍，檢修周期由原來的兩個月提高到七個月，檢修周期延長了2.5倍。
文檔編號E21F15/00GK101372892SQ200810139350
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月28日 優先權日2008年8月28日
發明者欽 劉, 呂振國, 威 李, 楊竹周, 成 王, 王建國, 王樹海 申請人:山東黃金集團有限公司三山島金礦