專利名稱：高濃度全尾砂膠結(jié)充填礦井下采空區(qū)的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種鐵礦采礦業(yè)中尾砂利用的方法，具體是利用鐵礦尾砂對井下采空區(qū)充填方法。
背景技術(shù)：
礦山采空區(qū)回填是直接利用尾礦最行之有效的途徑之一?，F(xiàn)有的尾砂膠結(jié)充填雖然具有較高的生產(chǎn)能力和良好的管道輸送特性，但由于使用大量水泥作為膠結(jié)劑，使充填成本增加，而且受自流管道輸送濃度限制，普通的尾砂膠結(jié)充填質(zhì)量濃度不高(一般在 65%以下)充入采場后，大量的水份必須通過濾水實施排出，不僅增加了排水費用，污染了井下環(huán)境，而且降低了充填體的強度，不能起到支撐巖體的作用，降低回采安全系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了使礦山采空區(qū)更好的得到回填，本發(fā)明提供了高濃度全尾砂膠結(jié)充填礦井下采空區(qū)的方法。為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種高濃度全尾砂膠結(jié)充填礦井下采空區(qū)的方法，其特征在于包括以下步驟(1)全尾砂輸送選礦廠全尾砂送入充填站臥式砂倉，充填需要尾砂的不足部分可由尾砂庫補充， 尾砂庫取砂有兩種方法一是取干砂，由皮帶或自卸汽車運往充填站砂倉；二是在尾砂庫內(nèi)制40% 50%濃度漿泵入充填站臥式砂倉再行沉淀脫水；(2)全尾砂漿制備進入充填站臥式砂倉的全尾砂及尾砂漿，在砂倉內(nèi)進行自然沉降、溢流脫水，溢流水通過溢流管流入回水池及選礦廠污水凈化站，待砂倉全尾砂沉降濃度達到68%左右后， 對池內(nèi)全尾砂進行壓氣造漿30 40min，壓氣造漿均勻后，即可打開砂倉放砂閥，通過管道向攪拌機供砂漿；(3)水泥貯放全尾砂膠結(jié)充填料常用普通硅酸鹽水泥，螺旋轉(zhuǎn)速由變頻調(diào)速器進行調(diào)節(jié)，稱重式螺旋給料機給料量為10 20t/h，配套電機功率3. 5-4kw ；(4)充填漿制備與礦井下采空區(qū)充填全尾砂漿及水泥分別經(jīng)放砂管及稱重式螺旋給料機定量進入攪拌機進行攪拌制充填漿，水泥和全尾砂漿的混合比例為1 6-12，使得充填漿體質(zhì)量濃度為70. 8% 73.6%,在礦井下采空區(qū)上布設輸砂管線，接入充填站，通過充填站將充填漿打入礦井下采空區(qū)，在輸砂管線上安裝壓風支管，壓風支管上設有逆止閥與球閥，壓風支管與水平輸砂管呈30°角，在輸砂管線打入充填漿時，通過壓風支管充入壓縮氣體，推動充填漿進入采空區(qū)；同時在礦井下采空區(qū)上、尤其是采空區(qū)邊緣上布設抽氣井，在抽氣井上設抽氣機，在向礦井下采空區(qū)輸充填漿的同時，不斷抽氣形成采空區(qū)負壓，有助于充填漿向采空區(qū)邊緣地帶漫延充填。所述的步驟中檢測漿體制備質(zhì)量在漿體出口下部也設置一段檢測管，檢測管上安裝電磁流量計及核密度計進行流量及濃度檢測，然后進入充填鉆孔及井下充填管網(wǎng)自流輸送至井下空區(qū)進行充填。在礦井下采空區(qū)上設煤氣輸送井，煤氣輸送井內(nèi)安裝有煤氣輸送管道，煤氣輸送管道前端安裝有煤氣燃燒灶頭，在輸砂管線打入充填漿時，通過煤氣燃燒灶頭點燃煤氣，不斷消耗采空區(qū)內(nèi)的氧氣，以形成采空區(qū)內(nèi)負壓。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明降低了充填成本，使得采空區(qū)充填尾砂最終濃度達到70-80%，有效的防止采空區(qū)積水，降低采空區(qū)底部的壓力；不僅加固了支撐作用而且回采安全系數(shù)高，增強了采場的生產(chǎn)能力，提高了資源利用率，帶來較大的經(jīng)濟效益和社會效益。


圖1本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1 高濃度全尾砂膠結(jié)充填方法，包括以下步驟(1)全尾砂輸送選廠全尾砂送入臥式砂倉，當選廠排尾口砂漿濃度過低，體積過大，超過砂倉容量時可將排尾口三通接入地面尾砂庫。充填需要尾砂的不足部分可由尾砂庫補充，尾砂庫取砂有兩種方法一是取干砂，由皮帶或自卸汽車運往充填站砂倉；二是在尾砂庫內(nèi)制漿 (40% 50%濃度)泵入充填站砂倉再行沉淀脫水；(2)全尾砂漿制備由選廠尾砂漿及尾砂庫內(nèi)的尾砂一起進入充填站臥式砂倉，在砂倉內(nèi)進行自然沉降、溢流脫水，溢流水通過溢流管流入回水池及選廠污水凈化站，待砂倉礦尾砂沉降濃度達到68%左右后，通過壓氣造漿裝置對池內(nèi)全尾砂進行活化造漿；造漿裝置包括空壓機、總進風管、進風支管、閥門、電磁閥及壓氣造漿噴嘴等，由選廠或尾砂庫輸送來的濃度為15% 40%的全尾砂漿或干尾砂，通過多處卸料點向砂倉供砂，待砂倉內(nèi)全尾砂漿沉降后且水位超過溢流口，則打開砂倉側(cè)壁上相應位置上的溢流閥，排除砂倉中尾砂面上部的積水，積水流入回水池供拌漿與清洗之用，多余的水返回選廠貯水池內(nèi)備用。待砂倉內(nèi)全尾砂面上部的積水排完后，即可按順序開啟各排壓氣造漿噴嘴，對池中全尾砂漿進行壓氣造漿，時間約30 40min，壓氣造漿均勻后，即可打開砂倉放砂閥，通過管道向攪拌機供砂漿。放砂期間靠近放砂端兩排壓氣造漿噴嘴始終處于工作狀態(tài)，而其余則依次循環(huán)開啟，整個造漿過程均采用自動控制。為了檢測和控制全尾砂漿的供料量，在放砂管的垂直段安裝有密度計，電磁流量計與電動夾管閥，攪料機上端還安裝有超聲液位計，分別檢測尾砂濃度，流量和液位，并進行流量和濃度控制。攪拌機規(guī)格為Φ 3. 0X3. 5m,電機37km，生產(chǎn)能力100m3/h ；攪拌機下口由管道接入充填鉆孔上方的漏斗內(nèi)。
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(3)水泥貯放全尾砂膠結(jié)充填料常用42. 5級普通硅酸鹽水泥，水泥經(jīng)散裝水泥罐車運至充填站，用壓風由倉頂卸入水泥筒倉內(nèi)。水泥筒倉為鋼板焊制，直徑Φ6. 0m，高16. Om，地表以上高7. 5m，水泥筒倉有效容積350m3，可儲有水泥455t，水泥倉頂部設有袋式除塵器，雷達料位計等。水泥倉底部裝有可調(diào)節(jié)流量的插板、針輪給料器與稱重式螺旋給料機，向攪料機定量連續(xù)給料，螺旋轉(zhuǎn)速由變頻調(diào)速器進行調(diào)節(jié)，以滿足配比設計要求。稱重式螺旋給料機給料量為10 20t/h，配套電機功率4kw。(4)充填料制備全尾砂漿及水泥分別經(jīng)放砂管及稱重式螺旋給料機定量進入攪拌機進行攪拌制漿。為了檢測漿體制備質(zhì)量，在漿體出口下部也設置一段檢測管，檢測管上安裝電磁流量計及核密度計進行流量及濃度檢測，然后進入充填鉆孔及井下充填管網(wǎng)自流輸送至井下空區(qū)進行充填。為了減少水對漿體充填質(zhì)量的負面影響，管道采用以壓氣為主，水為輔的水氣聯(lián)合清洗，充填站增設壓風管及閘閥。井下水平管線則按一定間距，在輸砂管線上方安裝壓風支管，支管上設有逆止閥與球閥。壓風支管與水平輸砂管呈30°角。例 2高濃度全尾砂膠結(jié)充填礦井下采空區(qū)的方法，包括以下步驟(1)全尾砂輸送選礦廠全尾砂送入充填站臥式砂倉，充填需要尾砂的不足部分可由尾砂庫補充， 尾砂庫取砂有兩種方法一是取干砂，由皮帶或自卸汽車運往充填站砂倉；二是在尾砂庫內(nèi)制40% 50%濃度漿泵入充填站臥式砂倉再行沉淀脫水；(2)全尾砂漿制備進入充填站臥式砂倉的全尾砂及尾砂漿，在砂倉內(nèi)進行自然沉降、溢流脫水，溢流水通過溢流管流入回水池及選礦廠污水凈化站，待砂倉全尾砂沉降濃度達到68%左右后， 對池內(nèi)全尾砂進行壓氣造漿30 40min，壓氣造漿均勻后，即可打開砂倉放砂閥，通過管道向攪拌機供砂漿；(3)水泥貯放全尾砂膠結(jié)充填料常用普通硅酸鹽水泥，螺旋轉(zhuǎn)速由變頻調(diào)速器進行調(diào)節(jié)，稱重式螺旋給料機給料量為10 20t/h，配套電機功率3. 5-4kw ；(4)充填漿制備與礦井下采空區(qū)充填全尾砂漿及水泥分別經(jīng)放砂管及稱重式螺旋給料機定量進入攪拌機進行攪拌制充填漿，水泥和全尾砂漿的混合比例為1 6-12，使得充填漿體質(zhì)量濃度為70. 8% 73.6%,在礦井下采空區(qū)上布設輸砂管線，接入充填站，通過充填站將充填漿打入礦井下采空區(qū)，在輸砂管線上安裝壓風支管，壓風支管上設有逆止閥與球閥，壓風支管與水平輸砂管呈30°角，在輸砂管線打入充填漿時，通過壓風支管充入壓縮氣體，推動充填漿進入采空區(qū)；同時在礦井下采空區(qū)上、尤其是采空區(qū)邊緣上布設抽氣井，在抽氣井上設抽氣機，在向礦井下采空區(qū)輸充填漿的同時，不斷抽氣形成采空區(qū)負壓，有助于充填漿向采空區(qū)邊緣地帶漫延充填。在礦井下采空區(qū)上設煤氣輸送井，煤氣輸送井內(nèi)安裝有煤氣輸送管道，煤氣輸送管道前端安裝有煤氣燃燒灶頭，在輸砂管線打入充填漿時，通過煤氣燃燒灶頭點燃煤氣，不斷消耗采空區(qū)內(nèi)的氧氣，以形成采空區(qū)內(nèi)負壓。
權(quán)利要求
1.一種高濃度全尾砂膠結(jié)充填礦井下采空區(qū)的方法，其特征在于包括以下步驟(1)全尾砂輸送選礦廠全尾砂送入充填站臥式砂倉，充填需要尾砂的不足部分可由尾砂庫補充，尾砂庫取砂有兩種方法一是取干砂，由皮帶或自卸汽車運往充填站砂倉；二是在尾砂庫內(nèi)制 40% 50%濃度漿泵入充填站臥式砂倉再行沉淀脫水；(2)全尾砂漿制備進入充填站臥式砂倉的全尾砂及尾砂漿，在砂倉內(nèi)進行自然沉降、溢流脫水，溢流水通過溢流管流入回水池及選礦廠污水凈化站，待砂倉全尾砂沉降濃度達到68%左右后，對池內(nèi)全尾砂進行壓氣造漿30 40min，壓氣造漿均勻后，即可打開砂倉放砂閥，通過管道向攪拌機供砂漿；(3)水泥貯放全尾砂膠結(jié)充填料常用普通硅酸鹽水泥，螺旋轉(zhuǎn)速由變頻調(diào)速器進行調(diào)節(jié)，稱重式螺旋給料機給料量為10 20t/h，配套電機功率3. 5-4kw ；(4)充填漿制備與礦井下采空區(qū)充填全尾砂漿及水泥分別經(jīng)放砂管及稱重式螺旋給料機定量進入攪拌機進行攪拌制充填漿，水泥和全尾砂漿的混合比例為1 6-12，使得充填漿體質(zhì)量濃度為70. 8% 73. 6%，在礦井下采空區(qū)上布設輸砂管線，接入充填站，通過充填站將充填漿打入礦井下采空區(qū)，在輸砂管線上安裝壓風支管，壓風支管上設有逆止閥與球閥，壓風支管與水平輸砂管呈30°角， 在輸砂管線打入充填漿時，通過壓風支管充入壓縮氣體，推動充填漿進入采空區(qū)；同時在礦井下采空區(qū)上、尤其是采空區(qū)邊緣上布設抽氣井，在抽氣井上設抽氣機，在向礦井下采空區(qū)輸充填漿的同時，不斷抽氣形成采空區(qū)負壓，有助于充填漿向采空區(qū)邊緣地帶漫延充填。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度全尾砂膠結(jié)充填方法，其特征在于所述的步驟(4) 中檢測漿體制備質(zhì)量在漿體出口下部也設置一段檢測管，檢測管上安裝電磁流量計及核密度計進行流量及濃度檢測，然后進入充填鉆孔及井下充填管網(wǎng)自流輸送至井下空區(qū)進行充填。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濃度全尾砂膠結(jié)充填方法，其特征在于在礦井下采空區(qū)上設煤氣輸送井，煤氣輸送井內(nèi)安裝有煤氣輸送管道，煤氣輸送管道前端安裝有煤氣燃燒灶頭，在輸砂管線打入充填漿時，通過煤氣燃燒灶頭點燃煤氣，不斷消耗采空區(qū)內(nèi)的氧氣， 以形成采空區(qū)內(nèi)負壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度全尾砂膠結(jié)充填礦井下采空區(qū)的方法，即將選廠尾砂漿管送至臥式砂倉存儲、沉淀、溢流、壓氣造漿；水泥存儲及給料、混合攪拌制漿、工藝過程控制設施，制備好的砂漿充填料經(jīng)鉆孔及井下管網(wǎng)自流輸送輔以壓氣助吹至采場充填，從而降低了充填成本，使得采空區(qū)充填尾砂最終濃度達到70-80％，有效的防止采空區(qū)積水，降低采空區(qū)底部的壓力；不僅加固了支撐作用而且回采安全系數(shù)高，增強了采場的生產(chǎn)能力，提高了資源利用率，帶來較大的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號E21F15/00GK102418555SQ20111023044
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者吉少杰, 吉少清, 吳建祥, 張永, 徐濤, 李宏偉, 李彥平, 王志良, 胡廣國, 邵鵬 申請人:安徽大昌礦業(yè)集團有限公司