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采矿方法之一,如1955年有色金属地下开采矿山中该方法应用比例高达54.8%。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)采矿生产的需要。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0.7%,处于被淘汰的地位。
干式充填、水砂充填都属于非胶结充填范畴,由于非胶结充填体无自立能力,难以满足采矿工艺高回采率和低贫化率的需要,20世纪60~70年代,中国开始开发和应用胶结充填技术。胶结充填是将胶凝材料(一般为水泥)、骨料、水混合形成浓度较高的浆体,通过钻孔或管道,自流或加压输送到待充填地点进行充填的工艺。充入采场的水泥砂浆经过一定时间养护后,四川充填,成为固化体控制地压。在胶结充填中水是输送物料的载体,充入采空区后,除一部分参与水泥水化反应之外,多余的水分通过脱滤水设施渗滤出去,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。
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。我国的水砂充填工艺是从20世纪60年代开始采用的,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。
性能参数
充填料浆一般在地面充填制备站制备,然后通过输送系统输送到待充地点进行充填。充填料浆制备与输送系统一般包括充填物料储存与输送系统、充填料浆搅拌系统、充填料浆输送系统和充填过程控制系统4部分组成。
使用及维护
高浓度矿井充填站在实际生产中容易出现喂料不精/确、搅拌不均匀、料浆易离析、排水量大、胶结时间长等问题。排除方法:每班对机器进行不间断观察和保养,增长搅拌时间,改进新型胶结材料,增加胶固粉、速凝剂等。
充填设计的关键是选择合适的料浆浓度,做到满贯连续输送。浓度高一些,可以减少离析,提高充填体固化强度的均匀性,同样强度要求下可以节省胶凝材料,降低成本。但浓度过高,流阻过大,流速偏小,不能实现自流输送,必须采用泵送加压。浓度低一些有利于长距离输送,但放料后易离析,采空区泵送充填全套设备,泌水量大,加重排水负担,降低充填体的固化效果。如果制浆能力跟不上,全尾砂胶结充填站,过低的浓度会因流阻偏小流速过大吸进空气,使得料浆呈活塞状冲击运行。由于其间空气段的伸缩作用,这种充填会导致比较严重的后果:一是引起管道的震动和冲击磨损破坏;二是间断性停歇运行会导致料浆离析堵管。
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