礦山採選工藝新模型的製作方法

2023-08-07 02:14:51

專利名稱：礦山採選工藝新模型的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種礦山採礦和選礦的新工藝模式。
傳統的採礦工藝是礦床用地下開採時用主井、副井、通風井(以豎井或斜井或平峒形式)進行開拓，採掘順序為由上中段向下中段依次推進，即開拓中段設在最下層，採準切割中段設在中間層，礦房回採及礦柱回採中段設在最上層。各中段用馬頭門及井底車場、石門、主運巷道進行開拓，用穿脈、沿脈平巷及斜巷、天井等工程進行採準、切割、探礦工作。
礦塊回採時先採礦房，後採間柱及頂底柱，目前許多礦山不充填採空區，即便是採用充填採礦方法的礦山，採用較昂貴的矽酸鹽水泥碎石膠結體或矽酸鹽水泥尾砂膠結體進行充填。
傳統的採礦工藝存在礦柱損失率高，資源回收率低，井下的廢石及選廠的尾砂貯存在地表，即多佔土地，也汙染環境，增加投資，增加廢石的提升、運輸費用，不能及時處理採空區，引起地表下沉或塌陷。
傳統的選礦工藝為粗碎、中碎、細碎、篩分的三段一閉路(或二段一閉路)破碎篩分流程，浮選或重選採用階段磨礦(或一次磨礦)階段選別，多次粗選掃選，多次精選流程。磁選一般採用一次磨礦，一次或多次磁選的流程。
選礦之後的精礦一般用濃縮、真空過濾、乾燥工序進行脫水。
傳統的選礦工藝中精礦脫水工藝存在工藝複雜，廠房及設備投資多，脫水效率低，耗能大，成本高，經濟效益差的缺點。
本發明的目的，是提供一種礦山採選工藝新模型。
本發明的礦山採選工藝新模型，包括礦山採礦工藝新模式和選礦工藝新模式。礦山採礦工藝新模式是礦床開採全深度內以3～4個中段編成一組，依次形成多組；採掘順序上各組之間由上而下依次推進，但一組內中段之間由下而上依次開採，即開拓中段設在最上層，採準、切割中段設在中間層，礦房回採及礦柱回採中段設在最下層；礦塊回採時先用廉價的粉煤灰水泥尾砂漿膠結體(或高水速凝充填材料尾砂漿充填體)來進行間柱的尾砂膠結充填採礦，而後用傳統方法回採礦房，經大量放礦後用全尾砂和廢石一次性充填採空區，最終用尾砂膠結充填法回採頂柱。
採礦新工藝中一組中段組合中的最上層中段需留約5～6米厚的永久頂柱(礦量)外，其餘的間柱及頂柱用尾砂膠結充填體來代替。
採用這種方法，即用尾砂膠結採礦方法回採間柱、頂柱、且一般不留底柱(甚至有時不留頂柱)、並預留好洩水天井及洩水巷道，故全礦礦石回收率比傳統方法提高15～20％，礦房回採結束後一次性充填有害物質—全尾砂及廢石，既處理了採空區，又防止了地表下沉、保護地表、減少排放尾礦庫的尾砂量，減少對環境的汙染及尾礦庫投資，減小或取消廢石運輸、提升費用，減少或取消廢石場。
礦山選礦工藝新模式，包括傳統的碎礦、磨礦、選礦(浮選、重選、磁選等)工藝、精礦脫水新工藝和尾礦處理工藝。精礦脫水新工藝為高效離心脫水工藝。
傳統的精礦脫水工藝流程是精礦漿進入濃縮機進行濃縮後，約50％濃度的精礦漿經貯漿池後送至真空過濾機。
真空過濾機系統由水噴射泵、自動電磁濾液缸，循環水箱、真空過濾機組成，真空過濾機是藉助水噴射泵形成的負壓來形成真空度，從而吸收真空過濾機濾布上濾餅的水份。故真空過濾機濾布上吸水的真空度是間接形成的，是藉助外力被動形成的，且600mm汞柱(約0.8大氣壓)，說明利用真空過濾機進行精礦脫水，一是力量不足，二是有用功少，導致脫水後精礦水份含量高，耗能多，相應的廠房、設備投資多，成本高，效益差。真空過濾機脫水的精礦濾餅經皮帶送至乾燥機，進行烘乾，最終得合格的精礦產品。
精礦脫水新工藝的核心是高效離心脫水。其工藝過程是將選礦後的精礦漿送至貯漿槽，大部分精礦下沉至貯漿槽底部，而極少部分細粒精礦隨溢流水流至沉澱池中。貯漿槽底部的螺旋給料機將40～50％左右濃度的精礦漿送至高效離心過濾機的授料漏鬥，精礦漿經高效離心過濾機脫水，排出精礦濾餅及水，脫水的精礦濾餅經過濾機下部的漏鬥及皮帶送至精礦成品堆中。由高效離心過濾機分離出的含有極少量精礦的濾水流至沉澱池，精礦顆粒在沉澱池中沉澱後，溢流水流至汙水處理池進行處理後排放。在沉澱池安裝泥漿泵，定期把沉澱的精礦打入貯漿槽中。
高效離心過濾機是利用礦漿的離心作用把水分排至轉動濾帶的外側，而轉動濾帶內側接住固體顆粒，形成濾帶上的濾餅。脫水的力量可達2個大氣壓以上，因此精礦的脫水效果好，耗能少。另外高效離心過濾機的最大特點是將傳統的濃縮、過濾、乾燥的脫水流程合併為過濾一步，相應的廠房及設備投資少，成本低，效益好。
以難過濾的鉬礦含水玻璃鉬精礦漿為例，高效離心過濾機處理的鉬精礦濾餅水分含量達12％，比真空過濾機濾餅水份含量少8～10％。以鐵精礦為例，高效離心過濾機處理的鐵精礦含水6～10％(基本解決冬季精礦凍結問題)，小時處理能力可達10～20噸/時。


圖1是本發明採礦工藝示意圖，圖2是採礦方法示意圖(平底電耙底部結構淺孔留礦法採礦方法圖)，圖3是圖2的A-A視圖，圖4是圖2的B-B視圖。圖5是充填車間及充填系統示意圖，圖6是選礦工藝示意圖。下面結合附圖對本發明作進一步說明。
本發明的礦山採礦工藝新模式是礦床開採全深度內，以3-4個中段編成一組，依次形成多組，開採時由下中段22向上中段20進行開採，故開拓中段按排在最上層20，採準切割中段按排在中間層21，礦房回採及礦柱回採中段按排在最下層22。這種開採方法一般用尾砂膠結採礦方法回採間柱11及頂柱12，且不留底柱(有時頂柱也不留)，並預留好洩水天井9及洩水巷道10。一組中段中最上層中段20留頂柱礦量12。礦房13回採結束後一次性充填全尾砂及廢石，故礦石回收率比傳統方法提高15-20％，且有害物質(尾砂及廢石)充填採空區，既處理採空區13，也防止地表下沉，保護地表，減少排放尾礦庫41的尾這種開採方法一般用尾砂膠結採礦方法回採間柱11及頂柱12且不留底柱(有時頂柱也不留)，並預留好洩水天井9及洩水巷道10。一組中段中最上層中段20留頂柱礦量12。礦房13回採結束後一次性充填全尾砂及廢石，故礦石回收率比傳統方法提高15-20％，且有害物質(尾砂及廢石)充填採空區，既處理採空區13，也防止地表下沉，保護地表，減少排放尾礦庫41的尾砂量，既減少環境汙染，又減少尾礦庫41佔地面積及尾礦庫41投資。井下掘進中的廢石16(用礦車)可以全部充填到採空區，既取消或減少廢石16的提升運輸費用，也取消或減少廢石場地。
採礦工藝，以礦脈厚度為5米，礦體傾角70°，鉬礦體平均地質品位為含鉬0.4％，礦石和圍巖f＝8～10的鉬礦床為例，進一步說明根據礦體賦存特點，礦床開拓用主井1、付井2、通風井3來進行開拓，中段高度定為40米，在礦床的最頂部按排迴風巷道19。各中段用馬頭門及調車場4、石門5、主運巷道6、穿脈運輸巷道7來進行開拓，用平底結構脈外電耙巷道及漏鬥付川8、天井9、天井聯絡道10進行採準，用拉底巷道56進行切割。採礦方法採用沿走向脈外布置平底電耙底部結構的淺孔留礦法。
礦塊構成要素礦塊長度50米，寬度為礦體厚度，間柱11寬度8米，頂柱12厚為5米，不留底柱(甚至有時不留頂柱)。礦塊開採礦塊中首先用尾砂膠結充填法回採間柱11，而後用平底電耙底部結構淺孔留礦法回採礦房13，大量放礦工作結束後採空區13一次性充填全尾砂及廢石，最終用尾砂膠結充填法回採頂柱12。
1、用尾砂膠結充填法回採間柱11開採間柱11時用YSP—45鑿巖機進行淺孔鑿巖，導火線、火雷管、二號巖石炸藥進行爆破，間柱11的礦石用人工直接搗運至間柱中央天井中的放礦格9中(可作為今後充填洩水井)。一個分層開採高度為2.5米，開採兩個分層高度後進行一次尾砂膠結充填，並預留好洩水井9及洩水巷道10，尾砂膠結充填體的砼標號可達50—75號。天井放礦格9中的礦石經其下部漏鬥57裝入礦車16後送至主運巷道6。
2、礦房回採採用脈外平底電耙底部結構淺孔留礦法。
礦房13的礦石用YSP-45鑿巖機進行淺孔鑿巖，導火線、火雷管、二號巖石炸藥進行爆破。採下的礦石用平底電耙底部結構8進行放礦，用30KW電耙把礦石耙運至穿脈巷道7的礦車16中，最終運至主運巷道6。
正常回採工作結束後礦房13進行大量放礦，直到放空為止。
3、礦房13大量放礦結束後用全尾砂及廢石一次性充填採空區13、充填之前密閉好通向採空區的聯絡道10，並預埋好洩水管道、洩水孔及洩水隔牆。
充填工作是用地質鑽孔18和充填管道17把全尾砂直接充填採空區13，廢石用礦車16運至採空區13頂部充填小井15，直接充填採空區，充填的最頂面0.5米處14，用尾砂膠結體進行充填，砼標號達75號。
4、採空區13充填工作結束，並完成充填體的洩水工作後，尾砂膠結充填體上直接進行頂柱12的開採。
開採頂柱12時用YSP-45鑿巖機進行淺孔鑿巖，導火線、火雷管、二號巖石炸藥進行爆破，爆破的礦石裝入人力推車後運至天進放礦格9中，放礦格中的礦石經下部漏鬥57裝入礦車16後運出採場。頂柱12用2個分層進行開採，每一分層高度為2.5米，2個分層全部開採後頂柱12進行一次性的尾砂膠結充填，下部4.5米砼標號可達50號，上部的0.5米砼標號要達到75號。
這種採礦工藝已打破傳統的採礦工藝中先採礦房13，後採礦柱11、12的方法，並取消了傳統工藝中所留的底柱礦量(有時不留頂柱)，礦塊間柱11及頂柱12礦量以廉價的粉煤灰水泥尾砂漿充填體或高水速凝充填材料全尾砂漿充填體來代替，大幅度降底了礦柱11、12礦量的損失，也處理了有害物質-尾砂、廢石、粉煤灰、廢渣，大幅度改善環保環境，處理採空區13，保護地表，小佔土地，節省投資。
充填車間及充填系統來自選廠的60％的全尾砂漿送入坑口充填車間38的貯漿池44後，用泥漿泵45把全尾砂漿打入水力漩流器46中，經二段水力漩流器46分級，＞0.037毫米的沉砂及尾礦水流至粗砂沉澱池47，溢流的細砂及尾礦水流至細砂沉澱池53。
當井下11、12、14需要尾砂膠結體充填料時位於粗砂沉澱池47底部的螺漩給料機48把粗砂送給螺漩攪拌機49，同時水泥倉51中粉煤灰水泥或高水速凝充填材料(又稱特種水泥)送至螺漩攪拌機49，並與來自水處理池55的水一起在螺漩攪拌機49內進行攪拌和送給授料漏鬥50，濃度為約60％的尾砂膠結漿體沿地質鑽孔18及充填管道17送至採場的間柱11頂柱12、14，進行礦塊的間柱11及頂柱12、14的充填工作。
當井下需要全尾砂及細砂時貯漿池44的全尾砂及細砂沉澱池53中的細砂通過閘伐52及管道54送至授料漏鬥50，濃度為50％左右的全尾砂和細砂沿著地質鑽孔18及充填管道17送至採場13，進行礦塊中礦房採空區13的一次性充填。
貯漿池44的溢流水，水力漩流器46的溢流水、粗砂沉澱池47的溢流水都流至細砂沉澱池53，細砂經沉澱後溢流水流至水處理池55，經處理的尾礦水大部分送至選廠球磨機26及粗選30，部分排放在地表，部分送至螺漩攪拌機49，作為尾砂膠結漿體。
選礦新工藝是在傳統的碎礦、磨礦、選礦工藝基礎上，用高效離心脫水工藝代替傳統的濃縮、真空過濾、乾燥的精礦脫水工藝。
以鉬選廠為例，說明選礦新工藝。來自坑口的原礦經原礦倉58及板式給礦機59送入顎式破碎機24進行粗碎，粗碎後礦石經皮帶60送給振動篩25進行篩分，篩下產品進入粉礦倉62，篩上產品經皮帶61送至圓錐破碎機27進行細碎，細碎後礦石送至皮帶60，形成二段一閉路破碎篩分流程。
粉礦倉62的粉礦經園盤給礦機63和皮帶64送入溼式格子型球磨機26進行磨礦，磨礦後產品進入分級機28進行分級，溢流的礦漿流入選礦工藝流程29之中，粗粒的礦粉返回球磨機26，形成一段閉路磨礦。浮選採用階段磨礦、階段選別、多次粗選、多次掃選、多次精選的選礦工藝流程。經浮選的精礦漿流入貯漿槽31後，其底部沉澱的精礦漿用螺漩給料機65送至高效離心過濾機32，經離心脫水，精礦濾餅排至其下部漏鬥及皮帶66，最終用皮帶66送至精礦堆。貯漿槽31的溢流水及高效離心過濾機32的過濾水流入沉澱池33，沉澱精礦，再用泥漿泵67打入貯漿槽31之中。
沉澱池33的溢流水流入汙水處理池34進行水處理後排放。高效離心脫水工藝與傳統的真空脫水工藝相比較，工藝簡單、脫水效率高，可以連續給料和排料、排水，節省脫水工藝中電和水約60％，節省脫水廠房及設備投資約50％，小時處理能力可達10-20噸。經鉬礦實驗，真空過濾機濾餅水分達20～22％，而高效離心過濾機濾餅水分達12％。經鐵礦實驗，真空過濾機濾餅水分達13-15％，而離效離心過濾機濾餅水分達6-10％，基本解決冬季精礦凍結問題。
尾礦處理選礦廠的尾礦漿進入砂泵站貯漿池35後，約60％的全尾砂漿用砂泵36送至坑口充填車間38，經水力漩流器46分離，＞0.037毫米的粗砂與粉煤灰水泥(或高水速凝充填材料)混合製成尾砂膠結充填材料，另一部分細砂和全尾砂充填井下礦塊中礦房採空區13。
充填過程中貯漿池44，粗砂沉澱池47，細砂沉澱池53的溢流水經水處理池55處理後，部分排放到地表，大部分回水至選廠球磨機26和粗選30。
選廠尾礦漿進入砂泵站貯漿池35後，約40％全尾砂漿用砂泵36送至尾礦庫41，全尾砂沉澱在尾礦庫41內，溢流水經溢水井58及溢水管道59排至尾礦壩下側的集水井42內，再經水處理池43處理尾礦水後，大部分回水至選廠球磨機26和粗選30，部分排放至地表。
權利要求
1.礦山採選工藝新模型包括礦山採礦工藝新模式和由碎礦、磨礦、選礦、精礦脫水新工藝、尾礦處理工藝構成的選礦工藝新模式，其特徵在於，所述的礦山採礦新工藝模式是礦床開採全深度內以3-4個中段編成一組，依次形成多組；採掘順序上各組之間由上而下依次推進，但一組內中段之間由下而上依次開採，即開拓中段設在最上層，採準、切割中段設在中間層，礦房回採及礦柱回採中段設在最下層；礦塊回採時先用廉價的粉煤灰水泥尾砂漿膠結體(或高水速凝充填材料尾砂漿充填體)來進行間柱的尾砂膠結充填採礦，而後用傳統方法回採礦房，經大量放礦後，用全尾砂和廢石一次性充填採空區，最終用尾砂膠結充填法回採頂柱；所述的精礦脫水新工藝是採用高效離心過濾機進行精礦離心脫水，使傳統的濃縮、真空、過濾、乾燥的脫水流程合併為離心過濾一步。
全文摘要
礦山採選工藝新模型屬於礦山採礦和選礦的新工藝模式。本發明的採礦工藝是礦床開採全深度內以3～4個中段為一組，依次形成多組，採掘順序上各組之間由上而下推進，但一組內中段之間由下而上依次開採。
文檔編號B03B7/00GK1114712SQ9411030
公開日1996年1月10日 申請日期1994年6月4日 優先權日1994年6月4日
發明者崔正洙 申請人:崔正洙