KiddCreek矿深部开采中膏体充填料的研究.pdf

K i d d C r e e k矿深部 开采中膏体 充填料的研 究 K i d d C r e e k矿 深 部 开采 中膏体 充填 料 的 研 究 1 摘要 高密度的浆状充填料和膏体充填料都可看 作是 F a l c o n b r i d g e公 司 K i d d C r e e k矿 深 部 水平 现在采用的块石胶结充填料的代用品。高密度 浆体充填料尽管其 多余的含水极少 ， 但必须以 临界流速或 大于 临界 流速 的速度输 送 才能避 免 泥砂沉积于输送管路中。膏体充填料的含义是 它是以尾矿为主要原料的混合物 ， 处于静止状 态 下 不会 有 水析 出 ， 因而这 种充 填料 的输送 过 程 中不存在临界 速度 的问题 。 通过对可 资利 用 的充 填料 来 源 、 成 本效 果 和流 变学 的研究 。 检 验 和 分析 了 K i d d C r e e k矿 深部水平现在使用的充填方法。围绕着改用膏 体 充填料 的问题 提 出 了相 关 的建议 ， 并 说 明 了 研究 该矿 充填问题 的步骤 和赖 以得 出结论 的研 究结 果。 2 背景说 明 1 9 9 7年 夏季 ， C o l d e r 膏体 充 填技 术有 限公 司 P a s t T e c 受 F a l c o n b r i g e有 限公 司 的委托 ， 着 手该公 司所 属 Ki d d C r e e k矿深部水 平开采改用 膏体充填系统的初步工程设计工作。对使用膏 体充填料或高密度浆体充填料问题进行了可行 性研究 ， 在进行这项研究 的过程中， 考虑和研究 了用 该矿 附近地 区可资 利用 的每种 充填料 来源 制备的充填料的流变特性 和相关 的质量问题。 本文将 介绍这项研 究工作 概况 以及在初步 工程 设计报告中归纳起来得出的结论。 在 P a s t e T ee 有限公司的研究中， 曾考虑改 变采矿方法问题， 提出用另外的两种方法代替 现有的采矿方法。可供选择的两种采矿方法仍 保持现有采矿方法的采场尺寸 高 4 0 2 0 m的 矩形断面 。一种方法是改变现在的 自下而上 的开采顺序和／ 或一次深孔落矿／ --次深孔落矿 的采矿方法， 另一种可供选择 的采矿方法是不 留矿柱的偏离 中心的下 向深孔采矿法。 由于情况的变化， 采用其它种采矿方法可 能会导致矿山现有充填系统 的变化。采用“ 自 下而上” 的采矿方法可能会使现有的充填系统 得以继续使用 ， 但是由于废石储备量的减少可 能会 要求 增加 采石 场 的开采量或 者开辟 新 的原 料来 源。相对 现有原 料 的来 源而 言 ， 增加 充 填 材 料 的两种方 法都会导致采矿成 本 的提高 。由 于采用 自上 盘后 退 的开 采方 式 ， 自上 而 下的这 种方案不允许通达已采空采场的上部切顶层。 现用 的胶结 充填法 可能已不宜应用 ， 因此 ， 需要 一 种与之相结合 的通过钻孔输送充填料 的方 法 。 3 充填材 料的来源 现场 调查 评估 了 K i d d C r e e k矿每年 6 0万 t 干充填料 可资 利用 的材料来 源。要供给这样大 数额 的充 填 材 料 ， 发现 可能 的来 源有 以 下几个 方面 K id d C r e e k冶炼厂的废渣和尾矿库的尾 矿 ； 来 自附 近矿 山 ， 如 D o me矿 和 P a m o u r 矿 的 矿 ； Ki d d C r e e k矿矿 地 内的冰 河 沙砾 土砂 矿 和 废石堆 ； 矿山附近的当地商业砾石场供应的颗 粒 状 土； 来 自矿 山现场 破 碎机破 碎 的和筛下 废 石产 物堆积形 成 的细 颗粒 l O mm 废 石 堆 的 碎石 ， 其 中颗粒较大的块石可用作块石胶结充 填料的块石材料 。 应 当指 出， 细碎 的废 石可 能会 产 生酸 性 物 质 ， 要求作 充填料充填到采空区时应当处于封 闭状态。显然， 这种材料与充填系统相结台将 对矿山有利 。冶炼厂的炉渣排放场 占地面积 1 2 k in ， 离矿山约 3 7 k m远 ， 这种炉渣可用作 充 填材料。通过采样分析可知 ， 炉渣的粒度很均 匀， 按 重量百分 比计 ， 小于 2 m的颗粒约 占 4 5 ％。对可资 利用 的砂 的质量 和砂 源量的研究 表明， 可供利用的砂源区的面积有限， 但有另外 的砂源 可有效地加 以补偿 。B o r r o w 1 号 区覆 盖 过大 ， 且其周长有限， 这就限定了可供制备充填 料的用砂 砂 源。根据 螺旋钻钻进和采样 计划的 实施结果 ， 还不 能对 B o r r o w 2号 区可 供利 用的 维普资讯 国外黄金参考 、 1 1 ～1 2 ／ 2 0 0 0卷 砂料量做出精确的估计， 并要求对试验场进行 更详细 的研究 以便 对可资利 用的砂做 出精 确 的 定量分析 。为 了评 估 起 见 ， B o r r o w 1号 区 可供 充填用 的砂 量约为 2 0 0万 m ， 而 B o r r o w 2号 区 可供充填 用 的 砂 量 约 为 2 4 O万 i 1 1 。C o l d e r膏 体充填技术 有限公司建议， 初期可从现有的废 石场取 用充填用 砂 ， 该 废石场约有砂 料 l 2万 t ， 然 后再 从 已有 的采 砂场 采砂 ， 通过 开 发矿 山南 部的第二采砂场作最后的供砂源。破碎机破碎 的废石和筛下废石产品 亦即岩石 都可供给充 填制备站作充填材料。在进行这项 研究 工作 时 ， 估计废石场的废石量约为 1 4 ． 3 万 m 2 8 ． 6 万 t ， 而且 在矿 山生产 过 程 中还将 继 续排 放 这 种废石 。 4 充填料混台物的设计 膏体 充填料 充填 工程的充 填料 混合物设 计 的 目的 ， 在于 利用 K i d d C r e e k矿附 近的 易于 获 取 的原料源供 给的材 料提 出适 于应用 的膏 体充 填料配方 。来 自选 矿厂 的尾矿 和尾 矿库的尾 矿 混合 料 、 矿 山现 场 的冰河 沙砾 丘 的砂 和细碎 的 废石是制备填料混合物的主要组分。 冰河沙砾丘砂颗粒尺寸的湿式筛分分析表 明， 来 自不同砂源的砂， 其差异相当之大。来 自 现有 的采 矿 场 东 侧 的砂 ， 其 细 粒 的 含 量 最 高 。 由于在充填料混 合物 的设计 中碎石 所 占的份额 很小 ， 颗粒尺寸 的任何波动都不会对膏体充填 料 的最 终特性有 很大影 响。对 K i d d C r e e k矿尾 矿 的化 学特 性 和矿物 学特 性 的检验 分 析发现 ， 该矿的尾矿含硅 5 6 ％， 铁和铝 的含量也相 当 高。与份额大的砂相混合 ， 其混合物 的硅和铝 的含量会有所增加 ， 而铁 的含量却会减少 。经 鉴别分 析发 现 主要 的矿物 为 石英 ， 并 证 明含有 少量 的长石 、 黄 铁矿 和绿 泥石 。经 试 验 分 析 已 检验出含有云母 。从典型的意义上说 ， 非活性 石英估计不会对膏体充填料的强度特性和流变 特性有 什 么髟 响 。 将 水在充 填料 中 的存 留试 验 、 屈 服 应 力 试 验 、 沉降试验 和坍落锥体试验等一系列试验结 合 在一 起 得 出主 观上 的流变 指 数 ， 用此指 数评 估 非胶结 材料 的胶 性。利用 这个指数 和说 明可 以评估 随着膏体充 填料 向井 下采空 区的充故 评 估每一种混合物的重力流位能。对已完成的试 验 所得 结果 的 观测 已越过浆 体材料而把焦点 集 中于膏体充填料上。膏体流变特性试验工作表 明， 在砂和碎石与尾矿混合之后形成的膏体充 填料产 品具有 良好 的位能 。对浆体材料的试验 所得 到 的结 果这不 那 么有 效 ， 因为水 量 过多 就 有可能当浆体处于静止状态时使浆体与固体分 离开 来 ， 而 当 以低 于临界 流 速输送 浆体 时 由于 水的分离又有可能引起管道堵塞。这样的试验 结果加上浆体充填料充填系统的管道磨损大导 致 K i d d C r e e k矿要求只集 中试验混合的膏体材 料 。表 1 列 出了指数 流变试 验所取得 的结果 实 例 。 在分析使用 K id d C r e e k 矿的废石材料制备 膏体充填材料 的过程中， 下一个合理的步骤是 要继续进行试验 以便获得用每种混合物时达到 的现 场强度 指标 。用 砂 、 碎 石 和尾矿 的 几种 混 合物与有序变换重量百分 比含量的胶结刹一起 混合制备膏体填料借以充分研究这种充填料的 性能 。 P a s t e T e s 公 司在萨德 贝里 的试 验 室 用两 种 配 比不 同的集 料混合物进 行 了无侧 限抗压 强度 试验 所用的两种集 料混 合物 的配 比为 尾 矿 2 8 ％ 、 砂 s 7 ％和 碎 石 1 5 ％ 混 合 料 A 和 尾 矿 4 2 ． 5 ％、 砂 4 2 ． 5 ％和碎石 1 5 ％ 混合物 B 。用 1 7 5 m m坍落试验锥体在胶结剂重 量含量分别 为 3 ％ 、 5 ％和 7 ％的条 件下 以及用 2 5 0 mm坍 落 试验 锥体 在胶 结 剂 重量 含量 为 5 ％ 的条 件下 ， 对每种混合 物进 行 了试验 。胶结 剂为 Or d i n a r y 1 0型波特兰 水泥和 c型 飞灰各 占 5 o ％ 的混合 物。此外 ， 利用混合料 A以重量含量 5 ％的波 特兰水泥作胶结剂制备 一级试样用于 1 7 5 ra m 和 2 5 0 mm坍 落试验锥试验。为了用直接采挖 自尾矿库的尾矿进行长时间的效果 试验 ， 决定 用含重量 配 比 6 ％ 的 J a ms i t e尾 矿 库 的尾 矿 与 混合物 A制备成充填料 加工成 圆柱体试 件。 已试验过 的试件无侧 限抗压强度实俪 J 如图所 不0 维普资讯 K i d d C r e e k矿深部 开采 中膏体克填抖 的研 究 3 震 据 鞋 养 护时 间 ． d 田 K i d d C r e e k矿充填辩试样无翻 限抗压强度极限与养 护 时 间的关 勇 I 曲缱 1一腔 蛄 荆重 量配 比 3 ％ ． 1 7 5 r a m坍 落试验 单体 ； 2一腔 蛄 利的音 量 重量 5 ％ ． 1 一坍 落诫鞋 单体 ； 3 一腔 蛄卉 6 的吉 t 重 量 5％． 1 7 5 ram坍 落试 验 堆体 J a r i t e巨 矿库 的重 量音 量 6 ％ ； 4一腔 蛄 刑的吉 t c 重量 7 ％ ， l 7 5 ram坍 落试 验 雏体 ； 5一腔培 卉 0 的旨 t 重 量 5 ％． 2 5 0 ram坍 落试验 堆体 ； 6一腔蛄 州的吉 “I t 重 量 5 ％， 2 0 0 ram 坍 落试 验 堆体 ； 流环 流试 验 用试 样 。 为了进行三轴抗压强度试验 ， 用混合物 A 含 尾矿 2 8 ％、 砂 5 7 ％ 和碎 石 1 5 ％ 分 别 加胶 结剂 波特兰水泥， 飞灰 3 ％、 5 ％和 7 ％ 重量 制成试块， 并在 C o l d e r 公司怀特伯试验室养护 2 8 天。对 于 每 种 胶 结 剂 含 量 的 混 台 物 以 4 0 0 k P a 和 8 0 0 k P a 的限定压力各试验 3个圆柱 体 。在 每 次试 验 中都要 测定排 出的水 量和根据 一 般应力与应变图的美系曲线确定压缩应力。 这些 观测值 与无侧 限试验结果 相结合 可得出摩 尔准数。正如用软物料时所观测到的那样 ， 试 样 的屈服较早， 但继续加载后可以达到最大的 峰值。根据屈服强度确定 了摩尔准数， 并示于 表 2中。 表 2 根据胶结剂的不 同含量计算得 出的摩尔准数 在 d d C r e e k 矿采场的尺寸定为 4 0 m高、 2 0 m长 和 2 0 m 宽 。利 用 已知 的 分 析 方 法和 现 场密度为 2 ． 2 t l m 时假定摩擦角为 3 5 。 ， 则对于 这种规格的采场而言， 强度要求 为 3 5 0 k P a 。如 将采场尺寸加倍 ， 即高 8 0 m、 长 4 0 m和宽 2 0 m， 则要将强度加大 到 7 1 0 k P a 。 为 了根据采矿 结 果 的需 要 ， 研 究 直接 在充 填体下方进行遥控开采所要求的充填体底部垫 层材料的强度进行 了数字模拟 。模拟 结果表 明， 为了最大限度地减小贫化 ， 充填体底部垫层 的厚度应当等于采场跨度的一半 亦即 ， 对于跨 度为 2 0 m的采场而言． 充填体下部垫层 的厚度 应为 1 0 m 。对于 2 0 m 的跨度而言， 要求的粘 度应为 9 5 0 k P a ， 假定内摩擦角为 3 0 ． 此粘度值 可换算成无侧限抗压强度值 3 ． 3 M P a 。试验表 明， 试验 的圆柱体 中没有一个圆柱体达 I 这个 维普资讯 4 国外黄金参考 1 1 ～1 2 1 2 0 0 0卷 要求 ， 但是 ， 根据用胶结剂重量含量达 7 ％的混 合物试 验数据 可估算 到用胶 结剂 的重量含量 为 9 ％的混合物试验时， 可能会超过这个要求。 根据对强 度和 流变 数 据 的检 验 可 知 ， 不 同 的 混合 物 在 最终 强 度方 面所 显示 出 的 差异 不 大 ， 但 在输 送 的 能力 方面 却有 很 大 的 变化 。增 加尾矿的含量却可改善充填料的流动特性 。由 于 从冶炼厂往 矿山充填料 制备 站运 输炉渣 的费 用很大 ， 提出了一种折衷方案 ， 即在供给足够数 量的细粒物料的情况下可 以优化炉渣的供给量 而制备出质量优 良的膏体充填料。提出的一种 配方是含大 约 l 5 ％的废石 、 2 8 ％的尾 矿 和 5 7 ％ 的砂 ， 这代表 了为产 生有 利 的膏 体 特 性所需 的 细颗粒物料的较低限度。 为 了满足 高 4 0 m 采场 充填 体 能 独 自挺 立 起来的强度要 求 ， 所选 择的充填 材料 在 2 8天 的 养护 期之后 强度 必须达 到 3 7 0 k P a 。但 是 ， 用抗 压强度超过 3 MP a的 l O m 厚 的底 部垫 层 ， 其余 的 3 0 m要达到 3 1 0 k P a的强度 。利用含 5 ％ 重 量百分 比 波 特兰水 泥 和 5 0 ／ 5 0波特 兰水 泥 ， 飞 灰的胶结剂制备 1 7 5 ra m和 2 5 0 m m坍落试验锥 体试样时， 可满足这种要求。为适应采场 尺寸 加倍 的采场要求 ， 即为适 应高 8 0 m 和 长 4 0 m 采 场 的要求 ， 要 达 到 的强 度是 7 3 0 k P a 。为可靠 地 满足这 种强 度要 求 ， 要 添加 6 ％ 重 量 配 比 的 胶结剂。加 水泥养护后尾矿膏体充填料对于 1 7 5 ra m坍落试验锥体而言 ， 观测到的体积密度 约为 2． 1 t ／ m 。已测得 的尾矿 、 砂 和碎 石 的 比重 分别为 2 ． 7 、 2 ． 6 5和 2 ． 8 。经验表明， 由于充填 料重 叠 充填 固结 ， 现场 充 填料 的密 度实 际上 在 一 定程度 上大于采场 中的密度 。 5 充填 料流 的 回路试验 为 了研究影 响充填 料井下分 配 系统设 计 的 因素 ． 利用 3 种不同的试样混合物进行 了充填 料流的回路试验以便提供充填所要利用的有代 表性的充填料输送断面。临时的充填 回路是用 S c h e d u l e 8 0 维克多利克管件装配的， 这套管路 为 在不 同地点平 接安装 的 4种压力 变换 器作 好 了准备。这些压力变换器通过实时数据记录器 与 L a p t o p计 算 机 相 接 。每 次 试 验 的 压 力损 失 都 以数 字 形 式 做记 录 。实 际 上安 装 了 两 条 回 路 直径 2 0 0 m m 的管 路 6 2 ． 5 m／ 直 径 1 5 0 ram 的 管路 9 2 m 和 直 径 1 5 0 m m 的 管路 8 2 ． 8 m／ 直 径 l O O m m 的管 路 “ ／ 3 ． 4 m。管 路 尺 寸 的 这 种 差 异 可使管路直 径的效 果今后 怍进一 步的研究 。 利用 车载搅拌机加 入 已知重 量 的砂 和碎 石 与采挖 自 3号浓缩 池底 流 的尾矿 一起混合搅 拌 形 成初步 的膏体试验 材料 。这种材料再经 过充 分的搅拌形成半均质材料 在充填料充放回路 内经过进～步的混合 ， 并制备成 2 0 0 n u n的坍 落试验锥的膏体 。利用 2 0 0～1 5 0 ra m构形这种 试样进行初步试验， 然后 ， 往泵的料斗中加水使 坍落试验锥体达到预想 2 5 0 r n m浓度， 并反复进 行 了这种试 验 。在完 成 这两 种 试验 之后 ， 将管 路彻底 冲洗干净， 然后再重新构成坍落试验锥 体， 其浓度为 1 5 0 ／ l O O m m混台浓度。然后 ， 形 成具有 5 ％ 重量含 量 胶 结剂 5 0飞灰1 5 0渡 特 兰水泥 的新鲜膏体混合物， 但可惜的是在 4个 压力变换 器中 已经有 两个 失效了 ， 因此 ， 用这 种 构形的坍落试验锥体不可能得到可靠的结果。 与其它的料流 回路试验 数据相比， 一般来 说试 验结 果是 良好的和 显示 出典 型的性 态 。管 路直径 的这种结合方式提供 了很有意义的结 果 ， 并 显示 出 以下几种 倾 向和趋势 加水泥的膏体充填料试验 与不加水泥的 膏体充填料试验相 比， 其摩擦损失在一定程度 上稍 大一些 。这 与 以前 的 经验 相 比恰 好相 反 ， 并可反映出膏体流变特性的变化 ， 诸如 p H值 的差异， 等等 。 过去 的经验 表 明 ， 对 于大 直径 管 遭 而言 ， 随着流速的加大 ， 摩擦损失的增加量很小 。本 文所搜集到的数据也说明了这种趋势。 2 5 0 m m坍落试验锥膏体的摩擦损失并来 随着管径像 2 0 0 m m坍落试验锥膏体那样发生 很大 的变化 。 2 5 0 m m坍落试验锥膏体 的摩擦损失趋向 于比 2 0 0 m m坍落试验锥膏体摩擦损失的一半 稍大一些 。 最好的方法是以较小的坍落度排放膏体充 维普资讯 K i d d C r e e k矿深 部开采 中膏体充填料 的研 究 5 填料 ， 因为这会减小胶结剂与水的 比例和最大 限度地降低运作成本， 但是 ， 必须要指出当坍落 度较 小 时要 妥善解 决 充填 料 的输 送能 力问题 。 随着膏体充填料坍落度的减小摩擦损失将会大 为增 大 ， 为协 调这个 问题 要优化 胶结剂添加量 ， 同时又要使膏体充填料得到有效的排放。由于 从尾矿 池 获 取 的 尾 矿 很 潮 湿 ， 不 可 能 达 到 与 1 7 5 m m坍落度膏体相适应的膏体流回路数据， 因此 ， 要根据其它坍落度值的试验结果推断此 数值 。用于建立料 流模 型所用 的试验 结果示 于 表 3中。 表 3 试验过的蕾路直径所得摩擦损失位 流量 为每 小 时 1 4 0 t时的摩 攘抽 失 k P a ／ m 6充填料 井下分配 系统 在设计充填料并 下分配系统时， 充填速度 对确定管道线路和管道直径起重要作用。为保 持采矿循环的正常进行 ， 要求充填料的平均排 放速度为 7 0 k t ／ h ， 但 由于充填循环 的特点 ， 必须 要允许采场进行准备和重新确定管道线路。因 此 ， 必 须要 把波 动 的生 产 能力 与膏体充 填料 的 制备能力和分配系统结合起来共同加以权衡和 考虑。在这种情况 下， 利 用 了 1 4 0 k t ／ h的设计 排放速 度 。 在设计 充填 料井 下 分 配 系统 时 ， 一 种标 准 实践是包括根据来 自现场特别料流 回路试验所 得压力损失数据设计料流模型。通过计算可用 的压头和对 比管路摩擦损失数据 ， 可能会注意 到料流 } 料流情况。通过利用料流模可以研 究设计的混合物在给定的膏体浓度下的重力流 而显示 出是否会有通路通达矿 山的各个工作 区。 在这种情况下 ， 在 K i d d C r e e k矿有关人员 的协 助 下设计 了一 种 料 流模 型 ， 目的 旨在最 大 限度地减少准备费用、 利用矿山服务年限内具 有通路的各个水平和避免中断矿山的发展。这 种料流模型 利用一 个从 地面钻进 的倾斜钻孔 和 管道 系统 ， 此倾 斜钻 孔 穿过 2 6 0 0、 3 2 0 0和 3 8 0 0 水平的竖井石门。在每个水平至少有 1 0 0 m长 的管道用 以平衡管道 系统 的能量 ， 这样 ， 可使管 道系统在较低 的压力下运作和使整个系统处于 完全充满充填料的状态下， 并且保持钻孔 中膏 体 充填料有较 高 的静 态水 平 亦 即在 下一 批膏 体充填料冲击系统中原有的膏体充填料时具有 临界磨损点 ， 这样 ， 就可最大限度地减少磨损。 从 3 8 0 0水 平 通 过 钻 孔 输 送 膏 体 充 填 料 到 K i r u n a斜 坡道 ， 再 继续输送 2 4 0 m到 4 6 0 0水平 。 然后 ， 通过 钻孔 给以后 的几个水 平供 料 。在 向 上 和向下钻孔 之间管路的标准水平长度约为 70 m 。 从地表钻进 的钻孔 建议用两个， 一个使 用， 一个备用 必须要下套管到基岩， 但是 ， 在岩 石条件允许 的情况下， 水平间的钻孔可不必下 套管。根据以往的经验 ， 最好是避免使用套管， 因为事实证 明 S c h e d u l e 8 0钢套 管在 1 年使用 期内可能会磨损。当磨穿时套管可能会碎裂， 因而会堵塞钻孔 。 可使 用 钢 管 S c h e d u l e 8 0 ， 额定 抗 压 强 度 1 4 0 k g t c m 2 在矿内运输膏体充填料 ， 但是 ， 可以 用高密度聚氯乙烯管建造至少是 1 0 0 m长的系 统 ， 因为 这 种 材 料 价 格便 宜和 易 于 移换 位 置 。 管道 系统也应 当设 置 日常清 洗管 道点 每 5 0 m 左右设置 1 个 ， 当管道系统发生堵塞时， 可用 水 和压气 冲刷 管道 。 采场充填要求建立隔墙用以往采场充放充 填料或充放底部垫层。为此 目的， 最初建议用 标准的水平分层充填法或构筑混凝土隔墙。构 筑隔墙的最简单方法是用废石在出矿口堆起废 石堆再喷射少量的喷射混凝土封闭住废石堆的 顶部 。 7 膏体充填料制备站的设计 从远离 K i d d C r e e k矿约 加k m 冶炼厂 利用 可 承载约 4 5 t 3号 浓缩 池 的尾 矿 浆体 输 送拖 车 维普资讯 6 国外黄金参考 、 1 1 ～1 2 ／ 2 0 0 0卷 浆体的固体物料重量含量 为 ∞％ 一6 4 ％ 运 输尾 矿 到膏体 充填 料制 备站 ． 在 此 汽 车将 驰 人 材料 仓储间 ， 并将 所 载卸人一对集 料储藏槽 内 。 用离心泵再将尾矿从这一对集料储藏槽泵送到 中间集料储藏槽 ， 它装配有 圆盘过滤机的给料 器。如果在系统 的下游管路系统 中出现问题， 则此中间储藏槽也会提供措施使过滤器滤饼产 生再 循环功能 。 从两个 冰河砂 砾 丘采砂 场 的一个采 砂场 由 承包商将采 集 的砂运 往 材料 储 藏 间 运距 2～ 6 k in ， 将运到的砂倾卸给两个容积 1 2 5 t 砂仓中 的任何一个砂仓内。碎石 1 0 0 ％的 1 2 ra m筛下 物 将运 到设 置在 膏体 充填 料制 备 站 内 的 1 2 5 t 碎石仓 内。水泥 和飞 灰 将运 往原有 简 仓 内 ， 这 两个简仓将装备有风力输送系统 ， 将胶结荆输 送到 6 t 的 缓 冲仓 。这些 缓 冲仓均 设 置 在初 步 膏体 充填料制备 站内 。 根据最适 于控制混合 物组分含量 和优 化进 入井下分配 系统 的膏体 充填料料流 和强度 特性 的手段 来选择 分批混合 系统 。膏体 充填料 的分 批混合 系统 将 由 3个 胶 结 荆 简仓 、 2个 胶 结 剂 计重 料槽 、 1个 膏体 充填料 计 重料槽 、 1台螺 旋 流分批混合机和 1 个与输 送钻孔相通的存储槽 组成 。 用真空过 滤法完 成的试验室试验工 作确定 Ki d d C r e e k矿 的 尾 矿 过 滤速 度应 为 1 0 0磅／ 英 尺 t f l 、 时 4 8 8 k g t m 2 t h 计算 中取安全 系数 为 2 5 ％ 。因此 ， 利 用 每小 时可 以生 产 4 2 k t固体 物料重量 含 量 约 为 7 6 ％滤饼 的过 滤设 备 可 以 达到膏体充填料制备站所要求的生产率。过滤 设备的真空由一台真空泵供给。利用 1 台可变 速的离心泵从中间的集料储存槽向圆盘过滤器 供给尾矿。借助于正向快速冲击压气压力从圆 盘过滤器排出滤饼 ， 并由可逆 向运输机将滤饼 输送给调节仓或者代之以在中问集料存储仓再 造浆。调节仓可使浓度均一的产品输送给膏体 称量料槽和螺旋搅拌机 ， 并为系统提供额外的 调节能 力。 在 3 m 的螺旋流混合机 内搅拌之后， 将制 备好的物料依借重力卸人 5 II I3 的存储槽 内， 它 装 配有 几 个 风动刀 形 闸 阀 ． 通 过此 闸 阀将膏 体 充填 料 排 放 给 两 个 井 下分 配 钻 孔 中 的一个 钻 孔。在往 采场 充填 时， 要监控存储仓 的料位。 一 旦膏体充填辩 的体积减少到规定的料位 以下 时． 刀形闸门将 自动闭合以保持钻孔 中由膏体 充填料重力流所形成的真空。搅拌机补充下一 批充填料之后 ， 刀形闸门将开启使膏体充填料 被抽 吸到钻孔 中。利用这 种方 法可在分批 给料 的 同时 几乎连续 地进 行充 填 。 牵引搅拌机电动机的电力将要受到监控和 用于确定要有多少水进入搅拌机加以计量以便 能制备出符合要求的膏体坍落度。通过校正与 膏体充填料坍落度值相对应的牵引动力达到这 项 要求 。可 将 这 种 关 系纳 入 到 过程 控制 系统 中。整个系统由与计算机相结合的可编程逻辑 控制器控制 ， 计算机配有 N a nMa c h i n e 人 一 机 接 13插 件 ， 并接有 图形 网屏 、 操 作者 控 制装 置 、 警报 系统 、 趋 向和 自动状态报告 。这种控制 系统将包 含有若 干个监控器 与遥控 的闭路 电视 站 相接 ， 在 各充 填 点和分 配 系统 的关 键位 置 上 均布置有闭路电视站 ， 可 向操作工提供可见的 充 填实况 。 8结 论 本 文 所 介 绍 的 初 步 研 究 在 于 结 合 Ki d d C r e e k 矿 深部矿石 开 采 的 可行 性 研究对 提 出的 膏体 充填料 充填系统进一 步开展研究工作 。在 最新的研究 中， 若充填料所用的主要材料都不 变的情况下， 膏体充填料的整个生产能力可达 到 1 6 0万 t ／ a 。生产能力 的提高导致膏体 充填 料制备站的设计稍有修改。由于采用另外的手 段向充填料制备站输送尾矿和改变腔结剂和黄 钾铁钒的含量已证实了膏体充填料的强度发展 特性 ， 应 当要继续研究井下输送系统 。在矿 山 深部开采工程未得到协会 的批准之前 ， 到 2 0 0 0 年末才能进行膏体充填系统 的详细工程设计， 现在计划在 2 0 0 4年的某个时候才能交付生产。 王维 德译王华枝 维普资讯