超细全尾砂大流量充填系统在张庄铁矿的应用

随着矿山充填法开采技术和装备的不断进步,大流量充填系统以其更加经济、高效的优势成为大型矿山充填技术发展的重要方向。针对张庄铁矿500万t/a大规模开采,全尾砂粒径级配超细的技术特点,开发应用了超细全尾砂大流量充填系统。该系统包括1台Φ20 m深锥浓密机,3套由Φ2 600 mm×3 000 mm型高浓度搅拌桶和活化搅拌机组成的联合搅拌装置(两用一备),制备料浆浓度一般控制在68%~70%,单套搅拌和输送系统生成能力达到180~220 m^3/h,料浆自流输送至井下采空区。系统运行多年来,设备状况和工艺技术指标稳定。超细全尾砂大流量充填系统在张庄铁矿的成功应用,为该矿无尾矿库生产提供了关键技术支撑,也为我国类似大型矿山绿色、安全、高效、经济开采提供了有益参考。     

大容量高浓度棒磨砂料浆搅拌设备工业试验

为了适应大型矿山不断增长的充填采矿生产能力,开发大容量充填系统十分重要。针对金川矿山棒磨砂骨料,研制了150~180 m3/h大容量搅拌设备,并为此开展搅拌设备的单体试验和工业充填试验。工业试验结果表明,搅拌转矩随着搅拌速度呈线性变化,而搅拌功率与搅拌速度为平方关系;且在相同搅拌浓度条件下,连续搅拌功率准数随搅拌速度的增大而减小。大容量搅拌设备充填料浆管道阻力损失为2.4 k Pa/m,满足了高浓度料浆管道输送要求,同时充填试块强度也满足矿山安全生产要求。由此可见,大容量搅拌设备不仅达到搅拌设计能力,而且搅拌质量可以满足矿山安全采矿要求。     

甲玛铜多金属矿高海拔大流量充填技术研究

甲玛矿充填面临高海拔环境运行、充填料浆大流量制备与输送及充填区域广等技术难题,可借鉴经验少。为了确定适宜于甲玛矿实际条件,且稳定可靠的充填系统方案,本文开展了充填材料性能试验、充填系统方案论证及高海拔大流量充填关键技术研究。通过方案论证确定了全尾砂高浓度连续充填系统方案,方案采用的深锥浓密机与立式砂仓协同制备高浓度充填料浆技术、尾砂连续供料与交替放砂技术实现了甲玛矿大流量稳定连续充填。方案单套充填系统能力达180m3/h,系统能力的提升减少了充填设施配置数量,降低了系统投资,简化了系统管理。     

脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺

充填是实现大宗矿山尾废资源化利用和建设绿色矿山的重要途径,针对脱水尾砂充填料浆制备的给料、计量和均化技术难题,通过充填材料试验和充填工艺方案配置研究,开发了脱水尾砂精准配料强制均化制备结构流充填工艺。工艺采用粗精秤给料方式,静态斗式秤计量技术,强制活化和储料均化两段式搅拌制备技术,配合自控系统,充填物料配料误差≤0.7%,能制备高浓度似均质稳态结构流充填料浆。脱水尾砂储料充足时,系统能够实现连续充填。该工艺对采充不均衡矿山具有较强适应性,能用于机械脱水尾砂和尾矿库取砂的矿山,建设投资小、周期短,特别适宜中小型矿山充填建站。     

高浓度充填料浆流变特性及其管道输送阻力损失研究（增刊）

针对矿山充填系统设计中输送物料的合理配比、管道参数难以确定的问题,采用国际最先进的高精度BROOKFIELD R/S+SST软固体测试仪,通过试验得到不同组别料浆的剪切率-剪切应力流变曲线图,进而求得料浆相应粘度系数 和动态屈服应力 ,再根据浆体沿程阻力损失计算公式分别计算出不同流量料浆在不同的管径输送时的沿程阻力损失。结果表明,灰砂比1:4、浓度70%的料浆以流量90m3/h在管径D3=180mm输送时的单位沿程阻力值最小,其值为471.968Pa/m,可为矿山充填系统的设计提供依据。     

武里蒂卡金矿膏体充填料输送性能试验研究

膏体充填以其高浓度、无脱水、低水泥耗量等优势而广受国内外地下矿山的推崇,但同时也存在膏体输送管道阻力大、管道易堵塞的问题,为给矿山膏体输送系统提供设计依据,开展膏体充填料浆输送性能试验研究就显得十分必要。哥伦比亚武里蒂卡金矿拟采用全尾砂膏体充填,全尾砂膏体充填需求量60 m3/h～100 m3/h。本文通过坍落度试验研究分析充填料浆和易性并初步确定膏体态充填料浆的浓度范围,约为68%~70%。以此为基础,利用流变仪测试充填料浆的屈服剪切应力与黏性系数,计算得出管道单位长度充填料浆流动阻力,并结合矿山膏体输送条件,确定了武里蒂卡金矿的膏体输送参数。研究表明,充填料浆浓度宜选定66%~68%,推荐井下充填管道内径150 mm,相应膏体输送阻力2.69~5.74 kPa/m,采用10 MPa膏体输送泵可将充填料浆水平输送1.7~3.7 km,能够很好地满足矿山充填系统膏体输送的需求。膏体充填料浆输送性能参数及其确定方法可为类似地下矿山充填系统建设提供参考与借鉴。     

金川矿山大容量高浓度棒磨砂料浆搅拌设备设计

矿山生产能力的不断增长,对矿山充填料浆搅拌设备能力的提高提出了迫切需求。针对金川矿山棒磨砂碎石骨料,开展了150~180 m~3/h高浓度大容量搅拌设备开发与配套工艺研究。首先分析棒磨砂高浓度充填料浆管输特性及搅拌机理;然后针对目前在用的80~100 m~3/h小容量搅拌设备进行放大理论分析,获得150~180 m~3/h大容量高浓度搅拌设备设计参数和技术指标;最后开展与之配套的给料设备和生产工艺研究,获得满足金川矿山棒磨砂骨料和高浓度大容量充填料浆的搅拌设备与充填工艺,并通过半工业和工业充填试验获得成功。该研究为提高金川矿山生产能力奠定了基础,也为目前我国正在建设中的千万吨级大型铁矿料浆充填提供了宝贵经验。     

金川矿山混合充填料浆环管试验系统与管输特性研究

料浆流变特性是影响管道输送的重要因素,其流变参数是进行料浆管道输送阻力分析的重要指标。针对金川矿山充填材料的复杂多变性,开展了多种混合充填料浆流变特性研究和管输阻力因素分析。首先,简要介绍了金川矿山充填料浆管道输送的环管试验系统及检测技术;然后,概述了金川矿山充填料浆环管试验的部分研究成果。通过分析不同条件下的充填料浆管道输送试验成果,揭示了多种混合充填骨料粒径级配、料浆浓度、管道流速和水灰比对管输阻力的影响规律。最后,给出棒磨砂集料的高浓度充填料浆优化配比,为金川矿山安全、高效和高浓度充填法采矿奠定了基础。     

安庆铜矿高浓度充填料浆减阻试验

在矿山充填系统中,通过添加减水剂可以改变充填料浆流变特性,改善其在管道输送中的流动性能,是地下矿山实现高浓度大倍线自流充填的有效途径。针对安庆铜矿马头山矿段充填倍线大无法实现高浓度自流输送开展充填料浆减阻试验。结果表明,在高浓度料浆中添加减水剂能够有效改善充填料浆的流动性,扩散直径提高10%~30%,流动过程中的黏聚力大幅降低,降低10~30 Pa。     

似膏体充填系统管网参数及泵送压力选择

湖南闪星锑业有限责任公司对浅部残矿进行回采,并采用高浓度的似膏体充填系统进行充填。通过从锡矿山选场选取尾砂充填体,在实验室测试其物理力学性质,同时测定不同浓度下不同配比的充填体的抗压强度及泌水率,得出适合矿山的充填材料配比为 1∶2∶8(水泥∶粉煤灰∶分级尾砂),质量浓度为70%~76%。通过充填管道输送参数计算,选用外径为0.114 m,壁厚为0.007 m的钢管,得出似膏体料浆的临界流速为0.97 m/s,充填料浆水力坡度为885.92 Pa/m,充填管道最大输送阻力为1.53 MPa,工业泵的启动压力2 MPa,得出泵的最小压力值为3.53 MPa,从而设计出适合锡矿山的似膏体充填系统,为矿区充填可靠性提供了保障。