一种移动分布式井下胶结充填方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种移动分布式井下胶结充填方法及系统，所述方法包括将选矿厂的尾矿砂浆和胶结料分别通过管道输送到至少一个工区井下待充填区，经现场混合搅拌制成膏体充填料，进行井下胶结充填。本发明专利技术可尽量减少充填管网长度和复杂性，减少因尾矿砂浆配入胶结料后，浓度提高、粘度大、流动性变差的膏体充填料的输送距离；使制备充填膏体料的计量、搅拌装置及充填泵尽量靠近各工区井下待充填区，而对输送性能稳定、流动性良好的尾矿砂浆、胶结料则采用长距离管道输送。本发明专利技术方案的安全性、可靠性大幅提高，其运行的成本也大幅下降，具有显著的经济性。

A Mobile Distributed Underground Cemented Filling Method and System

【技术实现步骤摘要】
一种移动分布式井下胶结充填方法及系统
本专利技术属于井下充填系统及方法，具体涉及一种移动分布式井下胶结充填方法及系统。
技术介绍
矿山采用选厂尾砂进行井下胶结充填，是现代矿山发展的方向。目前主要的技术方案都是在地面设置固定集中式充填站，在充填站内完成尾砂胶结膏体充填料的制备，其特点是经深锥浓密机的尾砂浆就近进入搅拌机，与在同一厂房内的胶凝材料水泥进行配比搅拌活化，制成膏体充填料，然后通过自流，或者泵送方式，经充填管网输送到井下待充填区。这种地面固定集中式充填站对于井下集中开采、分布不广的矿山是适合的，但对于井下开采非集中式而是分布式，比如有色金属矿山，则有其不足之处：一是矿山企业通常只集中建设一个选矿厂，在一个点集中产生尾砂；二是一个矿山企业井下出矿工区分布较广，工区间相隔数千米或更远，而各工区的井下巷道是沿着探测的矿脉资源掘进的，呈现多层、长蛇阵形，达十几千米，井下需胶结充填区自然分布散、远，受充填倍线的制约，固定集中式充填站难以适应此工况，在充填站布置位置上顾此失彼，常常导致过长且复杂的充填管（网）线（长至十几千米），而利用充填泵进行长距离输送配有水泥的膏体尾砂至各充填作业面，很容易因配比不当、控制失误、停电、设备故障、管路气蚀故障等原因造成堵管；堵管点的判断及疏通十分困难，时间一长，未堵处膏体料流动性变差，甚至发生沉降离析、胶结挂皮、板结硬化现象，明显增大了沿程阻力，重启泵送系统时，往往因压力过大而无法泵送，导致整个管道堵死，甚至部分管道废弃。为适应这种工况，充填泵的压头都要成数倍超配，导致特制泵送主机造价高、压头太高、功率过大、电耗太高、耗件及维护量大，充填运行成本高。对于分布为几十千米的充填管（网）线，依靠特制充填泵进行长距离输送配有水泥的膏体尾砂至各分散充填作业面已不现实，而在各工区建设多个花费甚大的地面充填站，都使得这类矿山难以实现安全、可靠、经济地完成尾砂的井下胶结充填。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术的目的在于提供一种移动分布式井下胶结充填方法及系统，以使非集中开采矿山能实现安全、可靠、经济地完成尾砂的井下胶结充填。为达到以上目的，本专利技术采用如下的技术方案：本专利技术提供的移动分布式井下胶结充填方法，包括将选矿厂的尾矿砂浆和胶结料分别通过管道输送到至少一个工区井下待充填区，经现场混合搅拌制成膏体充填料，进行井下胶结充填。所述尾矿砂浆在所述井下待充填区现场计量后与井上计量后的胶结料再混合搅拌制成膏体充填料,或者是所述尾矿砂浆和胶结料在所述井下待充填区分别现场计量后再混合搅拌制成膏体充填料。所述膏体充填料通过自流或混凝土泵进行所述井下胶结充填。所述尾矿砂浆通过浓密机的沉降浓缩后，经加压泵送装置输送和浆体计量装置计量后送至所述井下待充填区或者经加压泵送装置输送至所述井下待充填区经浆体计量装置计量；所述胶结料通过所述工区井上就地设置的胶结料仓，经喂料装置喂料和粉料计量装置计量后，经气力输送泵装置输送至所述井下待充填区，经井下收尘器收尘后，再与输送至所述井下待充填区的所述尾矿砂浆或者经浆体计量装置计量的所述尾矿砂浆一起送入井下移动式搅拌装置，经搅拌活化后制成所述膏体充填料，自流或由移动式混凝土泵，进行所述井下胶结充填；或者所述胶结料通过所述工区井上就地设置的胶结料仓，经气力输送泵装置输送至所述井下待充填区，在所述井下待充填区由井下收尘器收尘进入胶结料小料仓，经喂料装置喂料和粉料计量装置计量后，再与输送至所述井下待充填区的所述尾矿砂浆或者经浆体计量装置计量的所述尾矿砂浆一起送入井下移动式搅拌装置，经搅拌活化后制成所述膏体充填料，自流或由移动式混凝土泵，进行所述井下胶结充填。本专利技术方法采用自动化控制系统对包括所述浓密机的尾矿砂浆沉降浓缩、加压泵送装置的尾矿砂浆输送、浆体计量装置的计量，以及所述气力输送泵装置的胶结料输送、胶结料仓的出料、井下收尘器的运行和胶结料小料仓的出料、喂料装置的喂料、粉料计量装置的计量，以及搅拌机的搅拌、混凝土泵的输送过程进行控制。本专利技术提供的移动分布式井下胶结充填系统，包括：与选矿厂管道连接的浓密机和与所述浓密机管道连接用于输送尾矿砂浆的加压泵送装置；设在至少一个工区坑口外的用于储存胶结料的胶结料仓、与所述胶结料仓连接的粉料输送装置；设在所述工区坑口内井下待充填区的与所述加压泵送装置和粉料输送装置连接用于搅拌所述尾矿砂浆和胶结料的搅拌装置。进一步：所述加压泵送装置管道连接有浆体计量装置；所述粉料输送装置包括：与所述胶结料仓连接的粉料计量装置、与罗茨鼓风机管道连接且与粉料计量装置连接的螺旋气力输送泵，或者与空压机连接且与所述胶结料仓管道连接的气力输送泵装置、设在所述工区坑口内所述井下待充填区与所述气力输送泵装置管道连接的胶结料小料仓和与所述胶结料小料仓连接的粉料计量装置；所述搅拌装置与所述浆体计量装置和所述螺旋气力输送泵或者所述粉料计量装置连接。本专利技术还包括：与所述加压泵送装置管道连接的浆体消能装置，所述加压泵送装置通过所述浆体消能装置与所述浆体计量装置连接；与所述胶结料仓连接的喂料装置，所述胶结料仓通过所述喂料装置与所述粉料计量装置连接或者与所述胶结料小料仓连接的喂料装置，所述胶结料小料仓通过所述喂料装置与所述粉料计量装置连接；设在所述工区坑口内所述井下待充填区与所述螺旋气力输送泵管道连接的井下收尘器，所述螺旋气力输送泵通过所述井下收尘器与所述搅拌装置连接，或者与所述气力输送泵装置管道连接的井下收尘器，所述气力输送泵装置通过所述井下收尘器与所述胶结料小料仓连接；与所述搅拌装置管道连接的混凝土泵；与所述浓密机、加压泵送装置、浆体消能装置、浆体计量装置、胶结料仓、罗茨鼓风机、螺旋气力输送泵或者空压机、气力输送泵装置、井下收尘器、胶结料小料仓、喂料装置、粉料计量装置、搅拌装置、混凝土泵这些单元设备电连接的自动化控制系统。所述浆体消能装置、浆体计量装置、井下收尘器及胶结料小料仓、喂料装置、粉料计量装置、搅拌装置、混凝土泵均可移动。所述自动化控制系统由PLC可编程控制器+HMI人机界面+光纤以太工业网构成分布式集散控制系统，包括设在所述选矿厂的上位机、与所述上位机电连接的各单元设备的PLC可编程控制器，由所述上位机通过所述PLC可编程控制器对所述各单元设备进行统一监测和控制。有益效果本专利技术的技术思路是：尽量减少充填管网长度和复杂性，减少因尾矿砂浆配入胶结料后，浓度提高、粘度大、流动性变差的膏体充填料的输送距离；使制备充填膏体料的计量、搅拌装置及充填泵尽量靠近各工区井下待充填区，而对输送性能稳定、流动性良好的尾矿砂浆、胶结料则采用长距离管道输送。所有的单元设备均可采用现有技术。由此，充填系统布置方案为：选矿厂全尾矿砂浆经深锥浓密机后，经泵加压，按照《浆体长距离管道输送工程设计规程》的要求，长距离管道输送及下井；而胶结料则通过各工区坑口设置的胶结料料仓，经喂料装置的喂料、粉料计量装置的计量后，由气力输送泵装置经管道输送及下井，或者通过各工区坑口设置的气力输送泵装置，经管道输送及下井，在井下由移动式井下收尘器收尘进入胶结料小料仓，经喂料装置的喂料、粉料计量装置的计量，与下井的尾矿砂浆经计量控制后送入井下移动式搅拌装置，经强力搅拌活化后，然后自流或由井下移动式普通混凝土泵，就近送入井下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动分布式井下胶结充填方法，其特征是包括将选矿厂的尾矿砂浆和胶结料分别通过管道输送到至少一个工区井下待充填区，经现场混合搅拌制成膏体充填料，进行井下胶结充填。

【技术特征摘要】
1.一种移动分布式井下胶结充填方法，其特征是包括将选矿厂的尾矿砂浆和胶结料分别通过管道输送到至少一个工区井下待充填区，经现场混合搅拌制成膏体充填料，进行井下胶结充填。2.根据权利要求1所述的移动分布式井下胶结充填方法，其特征是所述尾矿砂浆在所述井下待充填区现场计量后与井上计量后的胶结料再混合搅拌制成膏体充填料,或者是所述尾矿砂浆和胶结料在所述井下待充填区分别现场计量后再混合搅拌制成膏体充填料。3.根据权利要求2所述的移动分布式井下胶结充填方法，其特征是所述膏体充填料通过自流或混凝土泵进行所述井下胶结充填。4.根据权利要求1所述的移动分布式井下胶结充填方法，其特征是：所述尾矿砂浆通过浓密机的沉降浓缩后，经加压泵送装置输送和浆体计量装置计量后送至所述井下待充填区或者经加压泵送装置输送至所述井下待充填区经浆体计量装置计量；所述胶结料通过所述工区井上就地设置的胶结料仓，经喂料装置喂料和粉料计量装置计量后，经气力输送泵装置输送至所述井下待充填区，经井下收尘器收尘后，再与输送至所述井下待充填区的所述尾矿砂浆或者经浆体计量装置计量的所述尾矿砂浆一起送入井下移动式搅拌装置，经搅拌活化后制成所述膏体充填料，自流或由移动式混凝土泵，进行所述井下胶结充填；或者所述胶结料通过所述工区井上就地设置的胶结料仓，经气力输送泵装置输送至所述井下待充填区，在所述井下待充填区由井下收尘器收尘进入胶结料小料仓，经喂料装置喂料和粉料计量装置计量后，再与输送至所述井下待充填区的所述尾矿砂浆或者经浆体计量装置计量的所述尾矿砂浆一起送入井下移动式搅拌装置，经搅拌活化后制成所述膏体充填料，自流或由移动式混凝土泵，进行所述井下胶结充填。5.根据权利要求4所述的移动分布式井下胶结充填方法，其特征是采用自动化控制系统对包括所述浓密机的尾矿砂浆沉降浓缩、加压泵送装置的尾矿砂浆输送、浆体计量装置的计量，以及所述气力输送泵装置的胶结料输送、胶结料仓的出料、井下收尘器的运行和胶结料小料仓的出料、喂料装置的喂料、粉料计量装置的计量，以及搅拌机的搅拌、混凝土泵的输送过程进行控制。6.一种移动分布式井下胶结充填系统，其特征是包括：与选矿厂管道连接的浓密机和与所述浓密机管道连接用于输送尾矿砂浆的加压泵送装置；设在至少一个工区坑口外的用于储存胶结料的胶结料仓、与...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖一浩，
申请(专利权)人：长沙智能控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43