充填站是针对煤矿、铁矿等各类矿井开采,造成严重地表沉陷、土地利用价值降低的问题设计发明的。使用结果证明,这确实是治理过度开采造成的土地问题的一种有效方式。并且使用充填站一般以工业废渣为原料,一定程度上解决了工业垃圾堆放占地的问题。所以矿井充填站实在是有着一举多得的意义。因而,自1956年开始,国内干式充填法所占的比重逐年下降,到1963年在有色矿山的产量仅占0。
煤矿充填站目前使用的充填料主要是破碎煤矸石和粉煤灰。视当地充填资源情况和价格因素,充填设备,或以矸石为主,或以粉煤灰为主,尾矿胶结充填站,或者两者混合,充填站,它们都属于干料制备。矸石充填料需要将煤矸石破碎至5mm以下粒径,并需保证均衡的含水率,所以充填系统要有破碎模块和相应的破碎前与破碎后室内堆场。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。
选矿厂产生的尾矿,主要用来做井下充填(回填废弃作业区)。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。选别的终尾矿由泵打入充填浓缩机进行浓缩,溢流水返回水池作回水利用。经浓缩后的尾矿由泵送至尾砂由泵送至尾砂充填系统进行分级,分级后的粗砂作为矿场充填材料;纯粉煤灰充填因粉煤灰悬浮性好搅拌比较容易,高浓度的矸石充填可以采用类似混凝土搅拌的卧式搅拌槽,浓度较低的混合充填一般采用立式搅拌桶。只有少量的分级溢流(细颗粒)打入尾矿库。而干选的尾矿用来筑尾矿坝。
充填系统设计的基本程序是:充填方法选择与要求→充填料选择→充填量确定→充填料输送方法→搅拌制浆能力→给料与计量→充填料制备与仓储规模→系统管理与控制要求等,以此决定设备、器材选型,机械、土建设计与安装要求。
充填站在搅拌系统工作之前,原料中的水直接取自地下水,煤矿充填站,粉煤灰和胶结料是事先通过粉料仓下的吹灰管输送到各自的粉料仓中,矸石则需要先通过破碎系统的对原料矸石进行加工,加工成的成品矸石通过输送机存放在配料仓中。
矿井充填站主要是通过向井内填充物料,从而起到填充的作用。那么,可以用于充填的物料主要有哪些呢?
首先,矿井充填站可以采取干式充填的方法,一种用矿车、风力和机械将废石干充填料送到采空区,在采空区加水进行充填。
第二,胶结充填法,以碎石、河沙、尾砂、戈壁集料为骨料,与水泥等胶凝材料拌合成膏体或浆体用管道泵送,或重力自流的方法,输送到填充区。
第三,水砂充填,借助于水力通过自流式泵压的方法将河沙、尾砂充入采空区。
矿井充填站选择干式充填采用了以处理废弃物为目的的废石干式充填工艺,废石干式充填法曾在50年代初期成为中国主要的矿方法之一,如1955年有色金属地下开矿山中该方法应用比例高达54.8%。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。干式充填是将掘进废石干充填料利用运输设备运至待充填地点进行充填的工艺,因其效率低、生产能力小和劳动强度大,已不能满足“三强”(强采、强出、强充)矿生产的需要。
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