低濃度無砂倉尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

低濃度無砂倉尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

目前，采用了全尾砂膠束填充系統(tǒng)。將所選工廠的45%全砂傳遞至垂直砂倉，經(jīng)濃縮和釋放砂漿澄清水，然后通過壓縮和過濾料漿中的水，然后通過脫水來組成最終砂。待全尾砂造漿均勻后,打開放砂管向攪拌機(jī)供給全尾砂。全尾砂和水泥經(jīng)雙軸攪拌機(jī)初步攪拌后,進(jìn)入高速活化攪拌機(jī)進(jìn)行強(qiáng)力活化攪拌,最終通過鉆孔和井下管網(wǎng)輸送至井下采場(chǎng)充填1尾礦庫高效輸送劉塘坊鐵礦是設(shè)計(jì)原礦處理量為150萬t/a的地下礦山。選廠采用磨前預(yù)選和階段磨選工藝。由于尾礦庫較近,且地勢(shì)平坦,在選廠建設(shè)優(yōu)化中去掉了尾礦分級(jí)機(jī)濃縮工序,選廠尾礦直接使用渣漿泵輸送至距離選廠1.2km的尾礦庫存放。尾礦質(zhì)量濃度為10%左右。2新型無砂膠填充技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究2.1全尾砂的基本特性劉塘坊鐵礦全尾砂粒度組成和多元素分析結(jié)果見表1和表2。尾砂的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)于尾礦的濃縮以及膏體的凝結(jié)影響極大2.2濃縮脫水實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)方案為分別使用規(guī)格為FX150常規(guī)旋流器和FX350多錐體旋流器進(jìn)行不同條件下的濃縮脫水實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3、表4。根據(jù)表3和表4試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比看,2種旋流器都可以將質(zhì)量濃度為10%左右的尾礦漿一次濃縮至質(zhì)量濃度為65%左右的砂漿,且沉砂產(chǎn)率均大于70%,達(dá)到了尾砂膠結(jié)充填要求。但FX150由于處理量僅有12~30m2.3旋轉(zhuǎn)器砂漿塌落度測(cè)定塌落度是指料漿由于自重產(chǎn)生塌落現(xiàn)象,是檢驗(yàn)料漿流動(dòng)性的綜合性指標(biāo)。塌落度愈大表示料漿流動(dòng)性愈大將烘干后的分級(jí)尾砂加水配制成不同濃度的砂漿,然后用塌落度筒測(cè)量不同濃度下的砂漿塌落度,結(jié)果見表5。根據(jù)表5試驗(yàn)結(jié)果,砂漿質(zhì)量濃度在69%~75%時(shí)流動(dòng)性好不離析。當(dāng)濃度大于75%時(shí),料漿呈現(xiàn)似膏狀體,流動(dòng)性降低,管道無法自流輸送;當(dāng)濃度低于69%時(shí),砂漿出現(xiàn)離析。2.4利用充填料漿充填采礦分級(jí)尾砂粒度組成見表6。將膠結(jié)材料32.5從表7數(shù)據(jù)分析,采用上向分層充填采礦,使用1∶4充填料漿進(jìn)行充填澆面,7d后即可進(jìn)行上分層回采。3工業(yè)實(shí)踐3.1充填系統(tǒng)組成(1)充填工藝流程。選廠全尾砂漿經(jīng)選廠渣漿泵通過管道輸送至旋流器組,礦漿經(jīng)旋流器濃縮脫水分級(jí)后,溢流經(jīng)原尾礦輸送管道自流輸送至尾礦庫;底流經(jīng)管道直接給入攪拌桶,同時(shí)膠凝材料從水泥倉底部漏斗給入螺旋給料機(jī),經(jīng)螺旋給料機(jī)計(jì)量給入攪拌桶;攪拌好的充填料漿經(jīng)充填漏斗和井下管網(wǎng)自流輸送至采空區(qū)充填。(2)充填系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成。主體結(jié)構(gòu)由1個(gè)200m3.2尾砂充填控制尾礦充填自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由充填尾礦輸送控制、尾砂濃縮分級(jí)控制、制漿控制、料漿輸送控制、潤管/洗管控制和故障判斷及處理6部分組成。(1)充填尾礦輸送控制:充填尾礦輸送管和原尾礦輸送管實(shí)現(xiàn)自由切換。當(dāng)井下不需要充填時(shí)將尾礦礦漿切換至尾礦庫輸送狀態(tài)。需要充填時(shí),通過充填尾礦管切換至充填狀態(tài)。(2)尾砂濃縮分級(jí)控制:旋流器組共有12臺(tái)旋流器,每臺(tái)入料管上均安裝通過電磁閥控制的氣動(dòng)閥。當(dāng)旋流器入料壓力達(dá)不到要求時(shí),通過PLC遠(yuǎn)程控制電磁閥,關(guān)閉1臺(tái)或幾臺(tái)旋流器(3)制漿控制:通過安裝在旋流器沉砂管上的流量計(jì)和濃度計(jì)檢測(cè)出料漿流量和濃度,根據(jù)充填需要的灰砂比進(jìn)行定量添加膠凝劑,然后在攪拌桶內(nèi)充分?jǐn)嚢韬笾瞥沙涮盍蠞{。(4)潤管/洗管控制:使用電動(dòng)開關(guān)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制,進(jìn)行充填前的潤管、充填過程中的和充填后的洗管工作。(5)故障判斷及處理:當(dāng)井下發(fā)生堵管時(shí),通過下料斗液位檢測(cè)和控制,充填系統(tǒng)由充填狀態(tài)自動(dòng)切換為尾礦庫輸送狀態(tài),選廠生產(chǎn)運(yùn)行不受影響。3.3旋流器污水處理不正常運(yùn)行無砂倉尾砂膠結(jié)充填工藝系統(tǒng)投入試運(yùn)行后,存在以下問題:(1)旋流器溢流自流輸送管流量受進(jìn)口管管口空氣吸入的影響,流量減小,溢流槽液面快速升高而溢礦,導(dǎo)致無法正常運(yùn)行;(2)使用實(shí)驗(yàn)用沉砂口直徑55mm進(jìn)行運(yùn)行,沉砂濃度為55%左右濃度偏低,且產(chǎn)率低。處理方法:(1)在旋流器溢流管進(jìn)口加裝排氣管,改善料漿進(jìn)口條件,降低溢流槽液面,從而提高自流管輸送能力,保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行;(2)將沉砂口直徑換為40mm,并將原運(yùn)行6臺(tái)旋流器改為運(yùn)行8臺(tái),取得符合設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)。具體工藝指標(biāo)見表8。無砂倉尾砂膠結(jié)充填工藝系統(tǒng)經(jīng)6個(gè)月試運(yùn)行后,所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中操作控制。系統(tǒng)處理量達(dá)到800~1000m4全尾砂膠凝充填系統(tǒng)施工難點(diǎn)新型無砂倉尾砂膠結(jié)充填工藝技術(shù)具有以下特點(diǎn):(1)使用旋流器代替砂倉進(jìn)行低濃度礦漿濃縮,減少了投資,其投資費(fèi)用僅為立式砂倉充填系統(tǒng)的1/3;(2)旋流器底流直接給入攪拌桶與膠凝材料攪拌制漿,減少了立式砂倉風(fēng)、水聯(lián)動(dòng)造漿工序,流程短,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制;(3)旋流器溢流實(shí)現(xiàn)自流回尾礦庫,減少了泵送費(fèi)用;(4)系統(tǒng)處理量大,能夠連續(xù)制漿,連續(xù)充填。不足之處:(1)井上、井下聯(lián)動(dòng)生產(chǎn),無緩沖時(shí)間,需加強(qiáng)井下充填管理,盡量做到充填