充填站的充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。充填方法与充填料输送方法不同,充填系统的组成单元和功能不同。在水砂充填中水仅仅作为输送物料的载体,充入采空区后,充填料留在采空区,水渗滤出去,沿巷道水沟流入水仓,通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。就应用普遍的水力输送而言,一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。金属矿山和煤矿充填在充填系统设计上差别很大,主要原因是充填料的不同。
尾矿充填站使用的主要设备为高浓度搅拌槽和螺旋输送机。其工作原理为螺旋输送机把尾矿矿浆输送到高浓度搅拌槽,利用转动着的叶轮获得能量,受上、下螺旋方向相反的叶轮作用,形成两股相对流动的矿流,互相冲击、搅拌而使浆料混合均匀。
高浓度搅拌槽其主要特点是螺旋桨式叶轮直径加大,循环筒直径大于槽体内径的三分之一,循环筒上的开孔数及孔径都有所增加,提高了各孔的循环矿浆量(尾矿混合物)。尾矿库存水容积较大,矿浆进入尾矿库后,一般都能在库内沉淀2-3天以上。该搅拌槽可用于浓度在50%-70%(按质量计)固体、粒度小于1mm的矿浆及非金属矿物矿浆的搅拌均匀。
水砂充填
水砂充填是将充填骨料加水制成质量浓度较低的砂浆,利用管道、溜槽、钻孔等自流输送到待充填地点进行充填的工艺。在水砂充填中水仅仅作为输送物料的载体,充入采空区后,充填料留在采空区,水渗滤出去,沿巷道水沟流入水仓,通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。这样既解决了井下充填的材料问题,又减少了环境污染,同时还提高了尾矿库的服务年限。我国的水砂充填工艺是从20世纪60年代采用的,1965年在锡矿山南矿为了控制大面积地压活动,采用了尾砂水力充填工艺,有效地减缓了地表下沉。
充填倍线过大时,造成堵管等严重事故;充填倍线过小时,料浆在管道出口的流充填倍线计算公式:
N=L/H
式中:N——充填倍线;
H——充填管道起点和终点的高差;
L——包括弯头、接头等管件的换算长度在内的管路总长度,L=L1+L2+L3+L4+L5。
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