[发明专利]一种适于矿山充填站大型卧式砂仓的造浆制浆系统及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下矿山充填站造浆系统及造浆工艺，尤其是涉及适于大型卧式砂仓充填造浆制浆系统及其工艺。适用于各类矿山采用卧式砂仓利用选矿厂的砂浆或尾矿库的干尾砂进行联合充填。

背景技术

我国地下矿山采用充填技术虽然起步较晚，但随着国家对矿山安全、回采率、环境保护等方面的重视与投入，以及矿山对安全管理、生产理念的转变，充填技术越来越得到广泛的应用。

高浓度全尾砂充填技术存在着充填体泌水少、接顶率高等特点，广泛受到矿山、设计单位的普遍重视。砂仓是充填站的最主要工程和环节，也是充填系统运行成败的关键。目前国内最常使用的砂仓是立式砂仓，立式砂仓在高浓度料浆、流量稳定、接顶等方面，已形成了一套成熟的技术，广泛被设计单位、矿山采用的技术。而卧式砂仓相对立式砂仓而言，由于在充填浓度、流量、堆砂等存在诸多问题，而未得到推广和发展，只在国内极少数小型矿山得到应用（小型矿山只建设小型卧式砂仓，其投资少，对充填质量要求较低），矿山极少采用大型卧式砂仓进行造浆充填。但立式砂仓通常利用选矿厂的砂浆作为制浆材料，又由于选矿厂的砂浆浓度过低，输送到砂仓的砂浆经多次溢流沉淀后，才达到高浓度砂浆的充填要求，制浆时间较长，不能实现连续充填，不仅影响矿山的出矿产量，也会使矿山的采充失衡，增加矿山不安全因素；也有的矿山通过建设大型浓密机，将砂浆的浓度提高到40%左右后，再输送至砂仓制浆，这样不仅增加了投资及运行费用，同时经浓密机浓缩后的砂浆浓度也达不到井下充填体所需的高浓度，也需要经几次溢流沉淀后才能达到制浆所需浓度，制浆时间也较长。同时，立式砂仓离地面高度较高，建设工艺比较复杂，充填站建设的费用、充填成本也都较高，中、小型矿山在资金方面难以承受。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述缺陷,而提供一种适于矿山充填站大型卧式砂仓的造浆制浆系统，该系统采用高压气水结合，增加饱和砂流动性，使砂仓制浆不仅象立式砂仓一样采用选矿厂或浓密机的砂浆，更重要的是可采用低浓度砂浆配干尾砂进行充填，实现充填的连续性，使卧式砂仓在国内得以应用和推广，由于卧式砂仓成本较低、工艺较简单及可操作性强的特点，中小型矿山采用充填技术得以实现，大型矿山实现井下机械化连续回采，提高产能，确保安全，提供可靠的基础。

本发明的另一目的是提供一种适于矿山充填站大型卧式砂仓的造浆制浆工艺。

为实现本发明的上述目的，本发明一种适于矿山充填站大型卧式砂仓的造浆制浆系统采用的技术方案为：

本发明一种适于矿山充填站大型卧式砂仓的造浆制浆系统是由砂浆供输系统、高压供气管、高压供水管、卧式砂仓及输出管路、水泥仓及输出系统、搅拌装置及充填管道构成。

所述的砂浆供输系统的出口位于卧式砂仓的上部；卧式砂仓的输出管路、水泥仓的输出系统与搅拌装置交汇；充填管道与采空区相连。

所述的卧式砂仓由放砂口开始，沿卧式砂仓的走向分为造浆区、搬运区、贮砂区。

在造浆区铺设环形高压供水支管、高压供气支管，在所述环形高压供水支管上水平安装高压喷水嘴，在所述高压供气支管上竖直安装高压喷气嘴；在搬运区平行铺设高压供水支管、高压供气支管，在所述高压供水支管上水平安装高压喷水嘴，在所述高压供气支管上竖直安装高压喷气嘴。

高压供气管与卧式砂仓的高压供气支管相连，高压供水管与卧式砂仓的环形高压供水支管、高压供水支管相连。

为了让尾砂在砂仓内流动，并获得64%～73%左右浓度砂浆，砂仓底板倾角为22～28 ^o，最佳为23～26 ^o。

所述的造浆区沿砂仓走向长度为3m～5m，主要目的是给砂粒一定的动能，让砂浆“沸腾”起来，获得所需浓度的砂浆。搬运区沿砂仓走向长度为5m～8m，主要是向造浆区搬运高浓度尾砂浆。贮砂区沿砂仓走向长度为4m～7m，主要是向搬运区源源不断补充尾砂，所添加的尾砂由贮砂区堆积至搬运区，堆积部分占搬运区的2/3左右，堆积的尾砂在搬运过程中，经该区高压水的冲砂作用，将团砂或干尾砂制成流态化的砂浆。随着尾砂向造浆区的搬运，贮砂区的尾砂同时向搬运区补给。

在造浆区的高压喷气嘴间排距为500mm～700mm，环形高压供水支管的排距为600mm～800mm，每条供水支管上高压喷水嘴间距为800mm～1000mm，排与排之间的高压喷水嘴可交错布置，以此获得流动性好、浓度较高的饱和砂。