分级尾砂胶结充填在武山铜矿的应用.pdf

第 62卷 第 3期 有 色 金 属矿山部分 2010年 5月 分级尾砂胶结充填在武山铜矿的应用 周瑞林 江西铜业集团公司武山铜矿, 江西 瑞昌 332204 摘 要 本文全面系统的介绍了分级尾砂胶结充填工艺在武山铜矿的应用, 及胶结充填系统在运行时发生的 一列问题的解决方法。 关键词 胶结充填; 造浆; 胶凝材料; 浓度 中图分类号 TD853134 3 文献标识码 A 文章编号 1671- 4172 201003- 0001- 03 Application ofCe mented Filling w ith Classified Taili ngs i nWushan CopperM i ne ZHOU Ruilin JiangxiCopper Corporation, W ushan CopperM ine , M ining Workshop, Ruichang 332204, Jiangx,i China Abstract The application of ce mented filling w ith classified tailings inW ushan CopperM ine is introduced in this pa - per , and the solution to the proble m occurswhen the cemented filling system is running is introduced too1 Key words ce mented filling ; mudmaking; gluemateria;l concentration 作者简介 周瑞林 1982- , 男, 助理电气工程师 0 引言 武山铜矿自 1990年后采用分层进路水砂充填 采矿法, 不添加胶结材料。2004年, 武山铜矿与长 沙矿山院合作, 在南矿带武山村充填站改建了一套 胶结充填工艺系统, 在南矿带 W4 、 W 5进行下向胶 结充填试验, 充填浓度达到了 68 左右。之后根据 2002年南昌有色冶金设计研究院所做的 5武山铜矿 采选综合生产能力优化研究 6, 以及 2004年中国有 色工程设计研究总院做的 5江西铜业股份有限公司 武山铜矿深部挖潜扩产技术改造初步设计书 6设 计, 武山铜矿北矿带采用分级尾砂胶结充填法 [ 1- 3]。 2007年完成了武山铜矿北矿带胶结充填站的 基建工作, 同年 10月北矿带 E4盘区为首个试验盘 区进行分步骤、 分阶段的各项环节过关试验, 同时随 着胶结充填工艺的推进, 地表胶结充填站经过不断 的生产实践和科技攻关, 目前料浆重量浓度已达到 65 72 , 并取得了良好效果。进入 2008年底, 武山铜矿北矿带共有 15个盘区进行胶结充填, 采场 单产能力得到了大幅度提高。 1 胶结充填系统 北矿带胶结充填系统由地面设施 厂房设备、 仪表等 和井下输送管路组成, 胶结充填站的布局 采用单阶式布置, 自上而下布置立式砂仓、 水泥仓、 给料计、 计量装置、 搅拌设备、 管道、 采场。充填工艺 流程如图 1所示。 111 分级尾砂供料系统的控制 分级尾砂的供料由选矿重量浓度 20 30 全尾通过 200ZJA-I -A70渣浆泵经 DN450陶瓷管输 送至 FX500 -PU 6分级旋流器, 分级以后存入 1 000m 3立式砂仓。分级尾砂胶结充填系统要求尾 砂以重量浓度 60以上供给, 分级尾砂料浆浓度波 动较大会直接影响充填料浆的制备浓度。尾砂的造 浆浓度由分布在立式砂仓底部的制浆高压风、 高压 水控制, 尾砂造浆是根据充填采场的需要和砂仓的 料位高度来控制的。 造浆均匀的分级尾砂供料量的控制由计算机根 据尾砂浓度、 流量通过电动执行机构的开关程度来 调节, 分级尾砂通过自流经过锲型流量计、 核辐射浓 度计, 分别计量自流尾砂量和下料尾砂浓度, 进入高 效搅拌桶。 112 水泥给料系统的控制 武山铜 矿胶 结充 填胶 凝材 料 主要 为 散装 P1O4215硅酸盐水泥, 主要依靠罐车以压气方式将水 泥通过 DN124管道输送至充填站 200 m 3 水泥仓, 水 泥由水泥仓底部经 LE250 3000双管螺旋给料机均 匀给料, 冲板流量计计量后落入搅拌桶。双管螺旋给 料机根据设定的给砂量由变频器控制给料。 1- 全尾泵池; 2- 渣浆泵; 3- 立式沙仓; 4- 分级旋流器; 5- 电动胶管阀; 6- 流量计; 7- 核辐射浓度计; 8- 手动闸板阀; 9- 搅拌桶; 10- 冲板流量计; 11- 双管螺旋机; 12- 水泥仓; 13- 明檐 图 1 充填工艺流程示意图 Fig1 1 Sketch map of Ce m ented Filling flow chart 113 充填料浆制备系统 浆体充填料的制备主要原料为分级尾砂、 水泥, 是通过 45 k W 电机拖动 – 2 100 2 000高效搅拌桶 设备完成的。搅拌得越充分, 料浆越均匀, 如果搅拌 不均匀不仅会降低充填体的强度, 而且还会影响充 填料浆的顺利输送, 甚至造成管路堵塞事故。 搅拌桶下料流量的控制由计算机根据搅拌桶液 位, 通过电动执行机构的开关程度来调节, 从而保证 搅拌桶液位在 019 112 m左右, 来保证料浆的充分 搅拌时液位。同时搅拌桶出料口 DN133管路上装 有流量计、 密度计, 检测料浆流量和浓度, 料浆浓度 为 65 72 。 114 充填过程中的检测系统 北矿带胶结充填站计量检测仪表主要有水泥称 冲板流量计 、 尾砂流量计 锲型流量计 、 浓度计 核辐射浓度计 、 液位 料位 测量。 1水泥流量测量 水泥是胶结充填生产的重要胶凝物料, 直接影 响充填成本和充填质量, 故其精度特别重要。北矿 带胶结站利用 DE10传感器和 MT2106转换器型冲 板流量计计量, 并在转换器中通过汇编程序输出标 准模拟信号, 与实际流量 0 100 相对应进入主 控制室。该冲板流量计计量范围为 0 40 t/h , 精度 1 。 2分级尾砂流量测量 立式砂仓造浆均匀的分级尾砂具有浓度高、 流 速快、 含矿物质成分多等特点。目前北矿带胶结充 填站流量测量靠自行摸索出来, 以前设计时采用电 磁流量计, 但由于我矿尾砂含铁较高 918 , 在运 行过程中流量波动较大, 计量不准确。之后根据我 矿尾砂特点自行摸索定做的锲型流量计, 其主要原 理是通过锲型件产生差压, 由差压变送器检出, 输出 与流量值成平方根关系的电流信号 4- 20 mADC。 该锲型流量计计量范围为 0 160 m 3 /h, 精度 015 级。从目前运行效果来看, 该流量计运行稳定可靠、 计量准确。 3 料浆浓度测量 目前北矿带胶结充填站料浆浓度测量主要依靠 AMDEL核辐射密度计, 其测量对象主要为立式砂仓 分级尾砂浓度、 搅拌桶出料口料浆浓度。其测量原 理为 根据 r射线穿过被测介质, 被测介质吸收后射 线强度按规律衰减, 探测器接受射线的强弱信号送 给微机处理, 微机根据此算出物料的密度, 再由密度 值计算出物料的浓度, 之后将密度值转换为标准模 拟信号输出至主控制室。 测量精度为 01002 010005 g/cm 3, 密度测量范 围为 015 8 g /c m 3。 4 液位 料位 测量 目前北矿带胶结充填站液位 物料 测量主要 仪表为下转第 5页 2有 色 金 属矿山部分 第 62卷 312 落地式多绳摩擦提升盲竖井 落地式多绳摩擦提升盲竖井具有和单绳提升盲 竖井相似的特点, 其不同点在于 1单绳提升盲竖井天轮硐室只有一层, 而落地 式多绳摩擦提升盲竖井天轮硐室有上、 下两层。 2由于没有钢丝绳偏角的限制, 落地式多绳摩 擦提升盲竖井提升机硐室在保证安全岩柱的前提下 可以尽量靠近井筒, 钢丝绳仰角可达 50b 以上。 3由于是多绳, 落地式多绳摩擦提升盲竖井提 升机主轴中心线必须与提升容器中心线平行。 落地式多绳摩擦提升盲竖井包括头部、 井筒、 天 轮硐室 上、 下两层 、 绳道、 提升机硐室、 电器设备 硐室等工程。除天轮硐室外, 其它均与单绳提升盲 竖井设计相同或相似。 天轮硐室上面一层应有起吊设施, 两层之间设 吊装孔。上、 下两层天轮梁一般采用组合钢梁, 天轮 平台铺板采用钢板, 用焊接或螺栓连接两种方式铺 设。 4 结语 上述几点体会, 仅供从事盲竖井设计的工程技 术人员参考。不妥之处, 欢迎批评指正。 参考文献 [ 1] 张富民 1 采矿设计手册 [M ]. 北京 中国建筑工业出版社, 19891 [ 2] 北京有色冶金设计研究总院 1 有色金属矿山井巷工程设计规 范 [M ]. 北京 中国计划出版社, 19931 [ 3] 兰州有色冶金设计研究院 1 青海锡铁山铅锌矿深部开拓盲竖 井工程施工图设计 [ R]. 19961 [ 4] 林韵梅 1 地压讲座 [M ]. 北京 煤炭工业出版社, 19811 上接第 2页 测量搅拌桶的 7ML1200AE00西门子超声波液 位计; 以前用重锤料位计测量立式砂仓液位, 但由于 重锤料位计钢带在运行时需要经常浸没在尾砂中, 极易造成钢带腐蚀断裂, 造成钢带和锥体堵塞立式 砂仓下料口, 后经过技术改造采用了 POCUS200型 一体式超声波液位计, 效果比较理想。 设计采用雷达料位计测量水泥仓, 但由于雷达 料位计容易受气压的影响 水泥仓水泥输送方式罐 车以压气方式进入 , 且雷达料位计探测口容易被 水泥结附, 造成料位反映不准确, 现在目前正在改进 采用重锤料位计。 液位 物料 是充填环节一个重要参数, 直接指 导生产, 给生产提供很大帮助, 且减少了一线员工的 操作难度。 115 控制系统 北矿带胶结充填站采用 GE的 DCS控制系统。 系统要求造浆均匀的尾砂、 水泥按一定配比连续均 匀地输送到搅拌桶内, 搅拌后制成的料浆在没有外 加动力的情况下, 利用差压通过 DN133管路自流输 送到井下, 对井下采场进行充填。 灰砂比为 1B4一吨水泥四吨尾砂 、 1B8一吨 水泥八吨尾砂 ; 其中范围可调; 料浆质量浓度 65 72 ; 其中范围可调; 搅拌桶液位 019 112 m; 料浆流量 80 120 m 3 /h 。 该控制系统控制功能较好, 人机界面好, 系统运 行稳定, 采用了先进的仪表和控制系统, 使得各种物 料的配比和料浆的浓度等主要参数得到了有效控 制, 保证了我矿充填生产过程的稳定运行, 能满足生 产的需要。 2 结论 胶结充填工艺自 2007年底在武山铜矿北矿带 推广使用以来, 根据实践的模式情况, 不断进行了技 术改进, 对分级尾砂造浆系统、 水泥给料系统、 尾砂 计量系统都进行了改进, 从而达到了目前的流量、 浓 度、 计量系统稳定、 准确, 充填浓度达到 65 72 , 满足了设计的要求。但随着工艺的日趋成熟, 要求充填质量越来越高, 充填工艺需要继续改进。 1充填工艺系统中检测仪表设备较多, 怎样确 保设备持续稳定运行, 是充填过程控制的一个问题; 2充填体质量目前还没有一套检测制度来评 估, 需要建立一套完善的充填体质量评估、 检测制 度; 3立式砂仓造浆系统还待继续摸索改进, 保证 尾砂供料的稳定、 连续。 参考文献 [ 1] 杨广义 1 采矿工培训教材 [M ]. 甘肃教育出版社, 20071 [ 2] 吉学文, 严庆文 1 驰宏公司全尾砂 - 水淬渣胶结充填技术研 究 [ J]. 有色金属 矿山部分 ,2006, 58 2 11- 131 [ 3] 田显高, 姚香 1 湖北三鑫公司充填胶结新材料的试验与应用 [ J]. 有色金属 矿山部分 , 2007, 59 2 10- 131 5 第 3期 李计发 盲竖井设计的几点体会