膏體充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上南京鉛鋅銀礦全尾砂膏體充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書長(zhǎng)沙礦山研究院南京棲霞山鋅陽(yáng)礦業(yè)公司二四年十二月目 錄1前言2充填材料實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果2.1 試驗(yàn)材料來(lái)源2.2 充填材料基本性能測(cè)定2.3 試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)2.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析3. 半工業(yè)試驗(yàn)及結(jié)果3.1 全尾砂壓氣造漿試驗(yàn)3.2 全尾砂陶瓷過(guò)濾機(jī)脫水試驗(yàn)3.3 全尾砂膏體充填料環(huán)管泵送試驗(yàn)3.4 全尾砂膏體充填料L型管道自流輸送試驗(yàn)3.5 膏體充填料試塊強(qiáng)度測(cè)定3.6 全尾砂漿充填鉆孔及井下管道自流輸送試驗(yàn)3.7 半工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果分析及小結(jié)4 充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇4.1 充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則4.2 充填系統(tǒng)方案初選4.3 全尾砂脫

2、水方式的選擇4.4 充填站址及膏體輸送方式選擇5 設(shè)計(jì)方案51 全尾砂輸送52 充填制備站工藝流程53 系統(tǒng)自動(dòng)控制54 充填鉆孔及井下官網(wǎng)55 平面布置56 系統(tǒng)建設(shè)投資6充填運(yùn)營(yíng)成本7. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)8技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及結(jié)論1 前言南京鉛鋅銀礦地處南京市郊棲霞山風(fēng)景區(qū)，經(jīng)多次技術(shù)改造目前年產(chǎn)礦石量約35萬(wàn)噸，年產(chǎn)尾砂量約10萬(wàn)噸，礦山不具備尾砂外排及堆存條件。礦山原有充填系統(tǒng)亦經(jīng)多次改造后采取的工藝流程為：選廠尾砂經(jīng)水力旋流器分級(jí)后，粗砂存儲(chǔ)于1#立式砂倉(cāng)用于采場(chǎng)筑壩，細(xì)粒級(jí)尾泥則存儲(chǔ)于2#立式砂倉(cāng)中用于采場(chǎng)分層充填。充填時(shí)用高壓水對(duì)倉(cāng)中尾砂進(jìn)行造漿，然后放砂至立式攪拌桶。散裝水泥倉(cāng)中水泥則經(jīng)

3、雙管螺旋給料后由螺旋電子秤進(jìn)行計(jì)量而輸送至攪拌桶中。系統(tǒng)串聯(lián)有兩個(gè)攪拌桶，尾砂及水泥經(jīng)兩個(gè)攪拌桶攪拌均勻后，用高揚(yáng)程渣漿泵加壓，然后通過(guò)鋼絲編織塑料管輸送至采場(chǎng)進(jìn)行充填。充填系統(tǒng)制備輸送能力4555m3/h，充填料漿制備輸送濃度為：全尾砂料漿6568%，粗尾砂料漿6670%，細(xì)粒級(jí)尾泥為5558%，膠結(jié)充填時(shí)采用的灰砂比為分層充填時(shí)約1：6，膠面時(shí)為1：4。盡管礦山所采用的充填工藝可將尾砂全部充入井下，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，礦山原有充填系統(tǒng)與充填工藝存在如下問(wèn)題：由于尾泥中粒級(jí)過(guò)細(xì)，為保證其充入采場(chǎng)空區(qū)后凝結(jié)硬化，水泥耗量大，充填成本高；由于充填料輸送管路總長(zhǎng)超過(guò)2000m，尤其是地表充填攪拌站

4、至+14m水平以上的充填倍線較大，目前采用高揚(yáng)程渣漿泵加壓輸送，其允許輸送料漿最大重量濃度較低。泵送設(shè)備技術(shù)性能的限制導(dǎo)致充填料漿輸送濃度難于提高，低濃度充填料漿進(jìn)入空區(qū)后，必然出現(xiàn)分級(jí)、離析嚴(yán)重，強(qiáng)度發(fā)展慢等現(xiàn)象，同時(shí)加大了跑漿的可能性；現(xiàn)有立式砂倉(cāng)放砂性能不穩(wěn)定，放出的尾泥與尾砂濃度較低且不均勻，難于滿足高濃度充填的技術(shù)要求；隨著生產(chǎn)能力的提高，該充填系統(tǒng)制備輸送能力難于滿足生產(chǎn)要求。 為解決上述技術(shù)難題，南京鉛鋅銀礦與長(zhǎng)沙礦山研究院合作進(jìn)行了全尾砂膏體充填新技術(shù)研究，先后進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及半工業(yè)性試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上，研究確定了全尾砂膏體充填料制備及輸送工藝流程。2004年4月完成了

5、系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)，2004年5月2004年12月完成了充填站的建設(shè)及井下充填管網(wǎng)優(yōu)化，2004年12月20日進(jìn)行了系統(tǒng)試運(yùn)行，其結(jié)果表明，系統(tǒng)制備輸送能力可達(dá)8090m3/h，細(xì)粒級(jí)尾泥料漿濃度為62%左右，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)均可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和調(diào)節(jié)，2005年2月即可進(jìn)行全尾砂膏體充填工業(yè)試驗(yàn)。2充填材料實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果2.1 試驗(yàn)材料來(lái)源室內(nèi)試驗(yàn)用材料為南京鉛鋅銀礦選礦廠排放的全尾砂、充填站立式砂倉(cāng)放出的分級(jí)尾砂、尾泥倉(cāng)放出的尾泥。為便于運(yùn)輸，所取樣品經(jīng)晾曬干燥。試驗(yàn)用水泥為長(zhǎng)沙市坪塘新星水泥廠生產(chǎn)的425#普通硅酸鹽水泥。2.2 充填材料基本性能測(cè)定2.2.1 全尾砂、分級(jí)尾砂與尾泥的物理性能測(cè)試三種材料

6、的比重、容重與孔隙率見(jiàn)表1。全尾砂、分級(jí)尾砂與尾泥物理性能測(cè)試結(jié)果表 表1材料名稱比重（g/cm3）容重（g/cm3）孔隙率（%）全 尾 砂3.131.6347.92分級(jí)尾砂3.161.6149.05尾 泥3.142.2.2 分級(jí)尾砂與尾泥粒級(jí)組成如表2分級(jí)尾砂與尾泥粒級(jí)組成如 表2材料名稱分 級(jí) 尾 砂尾 泥粒 徑（m）小于某粒徑的重量百分比（%）小計(jì)累計(jì)小計(jì)累計(jì)+17032.1732.179.509.5017011012.5044.672.8312.331108717.0061.675.1717.5087715.5867.251.3318.8371436.4273.672.0020.83-

7、4326.3310079.171002.2.3 全尾砂粒級(jí)組成由激光粒度測(cè)定儀測(cè)得粒徑分布如表3。全尾砂粒度分布 表3粒徑（m）-5-10-15-20-25-30-36-40分計(jì)（%）16.437.574.764.584.073.443.782.35累計(jì)（%）16.3424.0028.7633.3437.4140.8544.6346.98粒徑（m）-50-71-100-150-200-300-400-500分計(jì)（%）5.3110.0311.7211.275.215.072.601.81累計(jì)（%）52.2962.3274.0485.3190.5295.5998.19100各分布粒徑如下：d10=

8、2.59md50=45.49md90=193.45m平均粒徑 d平均=76.80m。由粒度測(cè)定結(jié)果可知，全尾砂中-20m含量達(dá)到33.34%，大于國(guó)內(nèi)外通用的-20m含量不小于15%的要求。2.2.4 全尾砂化學(xué)成份測(cè)定全尾砂的化學(xué)成份參見(jiàn)表4。全尾砂化學(xué)成份分析結(jié)果表 表4材料名稱主要化學(xué)成份所占百分比（%）SiO2Al2O3MgOCaOFe2O3全尾砂26.791.722.1520.1515.112.2.5 全尾砂、分級(jí)尾砂與尾泥沉降試驗(yàn)全尾砂、分級(jí)尾砂與尾泥沉降試驗(yàn)結(jié)果參見(jiàn)表5。由表5可知：全尾砂、分級(jí)尾砂與尾泥的最大沉降濃度分別為71.01%、76.92%和64.86%，其達(dá)到最大沉降

9、濃度所需的沉降時(shí)間分別為6h、6h和24h。南京鉛鋅銀礦全尾砂與分級(jí)尾砂的比重較大，在沉降開(kāi)始后的一段時(shí)間內(nèi)，粗重顆粒快速落淤，與此同時(shí)，較細(xì)顆粒亦緩慢下移，更細(xì)的顆粒則懸浮于沉降筒上部，致使?jié){面與液面界限渾濁不清。在沉降開(kāi)始后大約20分鐘左右，粗顆粒即已基本壓縮沉降到相互緊密接觸的狀態(tài)，在以后的沉降過(guò)程中，其繼續(xù)沉降量較小。對(duì)于懸浮于沉降筒上部的細(xì)顆粒則在大約3060分鐘后沉降到顆粒緊密接觸的狀態(tài)。觀察結(jié)果表明：全尾砂與分級(jí)尾砂料漿沉降6小時(shí)后即達(dá)到最大沉降濃度，這說(shuō)明南京鉛鋅銀礦全尾砂與分級(jí)尾砂沉降速度較快，因此，在現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)特別注意防止充填料漿在輸送管道內(nèi)出現(xiàn)沉淀而

10、引起堵管事故.全尾砂、分級(jí)尾砂與尾泥沉降試驗(yàn)結(jié)果表 表5沉降時(shí)間全 尾 砂分 級(jí) 尾 砂尾 泥容積(cm3)沉降濃度(%)容重(g/cm3)容積（cm3）沉降濃度(%)容重(g/cm3)容積(cm3）沉降濃度(%)容重(g/cm3)077550.001.5577050.001.5678050.001.54567054.791.6336575.472.1869054.051.612053062.831.8035576.432.2162557.421.671h45068.571.9435576.432.2160058.821.701.5h43569.771.9835576.432.2159559.

11、111.714h42570.592.0035576.432.2156061.221.756h42071.012.0135076.922.2355061.861.767h42071.012.0135076.922.2354062.501.781d42071.012.0135076.922.2351064.521.822d42071.012.0135076.922.2350564.861.836d42071.012.0135076.922.2350564.861.83由于南京鉛鋅銀礦尾泥-325目以下細(xì)粒級(jí)占79.17%，其達(dá)到最大沉降濃度需沉降24小時(shí)以上。顯然，細(xì)粒級(jí)尾泥因持有較多的水分而較難

12、達(dá)到密實(shí)沉降狀態(tài)，其最大沉降濃度顯著低于全尾砂與分級(jí)尾砂。2.3 試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)2.3.1 試驗(yàn)基本條件膠結(jié)材料采用425#普通硅酸鹽水泥，全尾砂與分級(jí)尾砂均分別按1:4、1:6、1:8、1:12、1:15的灰砂比制備試塊，其中制備全尾砂試塊的重量濃度分別為62%、66%、68%、70%、72%與74%，制備分級(jí)尾砂試塊的重量濃度分別為65%、68%與72%。尾泥試塊按1：2、1：4、1：6灰砂比制備，重量濃度分別為50%、54%、58%與62%。2.3.2 試塊的制作與養(yǎng)護(hù)采用規(guī)格為40×40×160mm的金屬試模，按設(shè)計(jì)的灰砂配比和重量濃度拌制成漿，將拌好的料漿均勻加

13、入同組各個(gè)試模，讓其沉降和凝固。為了使試塊不受損傷，一般在2436小時(shí)后脫模，脫模后的試塊及時(shí)放入養(yǎng)護(hù)池養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)池內(nèi)濕度保持在95%左右，二十八天養(yǎng)護(hù)期間的溫度均應(yīng)保持在20左右。2.3.3 全尾砂膠結(jié)充填料與試塊基本物理參數(shù)全尾砂膠結(jié)充填試塊基本物理參數(shù)參見(jiàn)表6。其主要測(cè)定內(nèi)容為料漿容重與脫水率、試塊容重與含水率和每m3充填體的材料消耗。2.3.4 試塊抗壓強(qiáng)度測(cè)試各種不同配比的料漿試塊按不同的齡期（3天、7天和28天）測(cè)定其單軸極限抗壓強(qiáng)度值。全尾砂、分級(jí)尾砂與尾泥試塊抗壓強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果參見(jiàn)表7、表8和表9。全尾砂膠結(jié)充填試塊基本物理參數(shù)表 表7試 塊編 號(hào)灰砂比重 量濃 度(%)料 漿容

14、 重(g/cm3)脫水率(%)試塊容重(g/cm3)試塊含水率(%)每 m3 充 填 體各材料消耗(kg)全尾砂水泥水0410-011:4621.6725.01.9724.561189297484-021:4661.7317.91.9824.321198300482-031:4681.888.32.0022.731236309455-041:8621.6925.01.9625.241300162498-051:8661.7518.82.0424.241374172494-061:8701.8812.52.0622.731415177468-071:12621.6926.72.0225.9613

15、81115524-081:12661.7518.82.0624.071444120496-091:12701.8315.02.0624.071444120496-101:15622.0424.55144396501-111:15662.0625.00144897515-121:15702.0824.55147198511備注：1、脫水率為料漿沉降至最大濃度后，表面自由水體積與料漿原體積的百分比。2、試塊含水率為已脫模試塊烘干至恒重時(shí)，所失水分與試塊未烘干時(shí)原重量的百分比。南京鉛鋅銀礦全尾砂試塊強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表 表8試 塊編 號(hào)灰砂比添加劑（%）濃度（%）濕容重（g/cm3）試塊抗壓強(qiáng)度（MPa）

16、R3R7R280410-011:40621.970.390.611.290410-020661.980.280.421.171011-010682.100.610.911.661011-020702.130.721.131.851011-030722.130.741.192.041011-040742.201.011.322.341011-051:60682.170.400.580.871011-060702.170.420.670.991013-070722.230.490.681.121013-080742.260.500.701.201013-101:80682.070.170.190.

17、451013-110702.110.260.310.521013-120722.140.280.350.681013-130742.160.300.440.900410-071:120622.020.150.190410-080662.060.130.210410-090702.060.160.290410-101:150622.040.140.200410-110662.060.120.130410-120702.080.150.16南京鉛鋅銀礦分級(jí)尾砂試塊強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表 表9試塊編號(hào)灰砂比添加劑（%）濃度（%）濕容重(g/cm3)試塊抗壓強(qiáng)度（MPa）R3R7R28412-011:4065

18、2.170.621.071.71-020682.160.881.192.07-030722.211.221.762.44419-011652.171.18*1.362.22-021682.151.32*1.722.41-031722.191.46*2.003.37419-101:61652.180.40*0.640.92-111682.190.54*0.761.23-121722.200.63*0.881.15412-041:80652.200.220.460.50-050682.260.380.420.75-060722.270.490.481.20419-041652.210.47*0.4

19、60.88-051682.200.36*0.400.75-061722.200.39*0.490.85412-071:120652.190.16*0.170.28-080682.210.19*0.280.36-090722.290.25*0.410.47419-071652.200.170.220.40-081682.200.170.200.40-091722.230.290.380.44412-101:150682.250.180.200.35-110682.300.170.370.28-120722.240.210.240.27注：標(biāo)有（*）號(hào)的值為四天測(cè)試強(qiáng)度。南京鉛鋅銀礦尾泥試塊強(qiáng)度試

20、驗(yàn)結(jié)果表 表10試 塊編 號(hào)灰砂比添加劑（%）濃度（%）濕容重(g/cm3)試塊抗壓強(qiáng)度（MPa）R3R7R280711-011：20501.800.821.462.780711-020541.840.871.422.900711-030581.881.061.713.250711-040621.921.181.713.510717-011541.841.111.902.930717-021581.861.141.743.440717-031621.881.252.133.290711-05：0541.860.410.581.080711-060581.820.350.681.220711-0

21、70621.880.520.871.500717-041541.840.590.741.090717-051581.860.500.761.260717-061621.880.701.561.840711-08：0541.820.220.350.400711-090581.840.290.420.580711-100621.840.400.540.770717-071541.860.420.551.010717-081581.860.410.701.130717-091621.880.420.631.232.4 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果分析在選定充填材料組份的條件下，實(shí)驗(yàn)室試塊強(qiáng)度取決于灰砂比及充填料漿

22、濃度?；疑氨龋核嗵砑恿渴菦Q定充填試塊強(qiáng)度的決定因素。當(dāng)砂漿濃度相同時(shí)，試塊的單軸抗壓強(qiáng)度隨水泥添加量的增加而提高。在保證充填體強(qiáng)度的前提下，選擇合理的灰砂配比對(duì)于保證充填質(zhì)量和降低充填成本具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，應(yīng)根據(jù)采場(chǎng)回采工藝對(duì)充填體強(qiáng)度的具體要求來(lái)選用合理的灰砂配比。對(duì)于全尾砂膠結(jié)充填而言，當(dāng)料漿濃度在72%74%之間時(shí)，其灰砂比1：4的試塊3天抗壓強(qiáng)度在0.741.01Mpa，28天強(qiáng)度2.042.34MPa?；疑氨?：6的試塊3天抗壓強(qiáng)度在0.490.50Mpa，28天強(qiáng)度1.121.20MPa，可滿足采礦生產(chǎn)要求。充填料漿濃度：充填料漿濃度是決定試塊強(qiáng)度的另一決定因素。當(dāng)灰砂比相

23、同時(shí)，試塊的單軸抗壓強(qiáng)度隨料漿濃度的上升而提高。 顯然，應(yīng)根據(jù)尾砂沉降試驗(yàn)、坍落度測(cè)定以及試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，選擇合理的料漿輸送濃度范圍。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在確保充填料漿在充到采場(chǎng)后不出現(xiàn)嚴(yán)重的分級(jí)、離析現(xiàn)象，保有良好的流動(dòng)特性的前提下，要求充填料漿重量濃度應(yīng)大于72%。原則上是在工藝可行的情況下，料漿輸送濃度越大越好，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)以充填系統(tǒng)的工業(yè)試驗(yàn)為依據(jù)。3半工業(yè)試驗(yàn)及結(jié)果為了研究確定全尾砂膏體充填料制備工藝流程及輸送方式，優(yōu)化系統(tǒng)工藝參數(shù)及井下充填管網(wǎng)，先后進(jìn)行了全尾砂壓氣造漿試驗(yàn)、全尾砂陶瓷過(guò)濾機(jī)脫水試驗(yàn)、全尾砂膏體充填料環(huán)管泵送試驗(yàn)、全尾砂膏體充填料L型管道自流輸送試驗(yàn)、膏體充填料

24、試塊強(qiáng)度測(cè)定、全尾砂漿充填鉆孔及井下管道自流輸送試驗(yàn)。 3. 1 全尾砂壓氣造漿試驗(yàn) 加工制作了全尾砂自然沉降脫水試驗(yàn)漏斗，漏斗上部為立方體，容積1m3，下部為錐形，底部錐角60°，總?cè)莘e1.33m3。自現(xiàn)充填站總排尾管上取砂。在料斗內(nèi)多次加砂并經(jīng)沉降一定時(shí)間后（約16小時(shí)），排除料斗上部積水。料斗底部裝有放砂閥及放砂管，在料斗錐體上部及放砂閥處安裝有共5個(gè)壓氣造漿噴嘴。排除料斗上部積水后，即分別打開(kāi)壓氣造漿噴嘴，將料斗內(nèi)沉降好的全尾砂進(jìn)行造漿，造漿時(shí)間約為35分鐘。造漿均勻后，取樣進(jìn)行烘干，測(cè)得全尾砂濃度如表10。壓氣造漿樣品實(shí)測(cè)濃度 表10樣號(hào)1#2#3#4#5#6#7#8#濃度

25、（%）67.5567.6870.6671.5771.5473.3772.4373.09備注加料較少，沉降時(shí)間16h。料斗基本加滿，沉降時(shí)間16h。料斗基本加滿，沉降時(shí)間64h。 32 全尾砂陶瓷過(guò)濾機(jī)脫水試驗(yàn)采用銀興機(jī)械設(shè)備修造廠的陶瓷過(guò)濾機(jī)對(duì)全尾砂進(jìn)行過(guò)濾脫水，陶瓷板面積0.083m2，真空度為0.98MPa。通過(guò)該試驗(yàn)得出全尾砂及尾泥濾餅水分及過(guò)濾能力，試驗(yàn)結(jié)果如表11、表12。陶瓷過(guò)濾機(jī)全尾砂脫水試驗(yàn)結(jié)果 表11序號(hào)礦漿濃度(%)濕重(g)干重(g)水份(%)過(guò)濾時(shí)間(s)吸樣時(shí)間(s)過(guò)濾能力（t/m2*h）1號(hào)39.5243206.814.9025250.1792號(hào)45639214.

26、0125200.3783號(hào)54.41254.41093.412.8725250.9484號(hào)872.276012.8625200.733陶瓷過(guò)濾機(jī)尾泥脫水試驗(yàn)結(jié)果 表12序號(hào)濃度（%）濕重（g）干重（g）水份（%）過(guò)濾時(shí)間（s）吸樣時(shí)間（s）過(guò)濾能力（t/m2*h）149.35555.9436.521.48202004732578.6461.520.2425250 .400329923621.0720300.205451436626.6925350.2655568.5450.520.7620300.3916622494.420.5125350.357 從試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)全尾砂供料濃度為39.5%

27、、濾餅水分為14.0114.90%時(shí)，過(guò)濾能力為0.1790.378t/m2*h, 供料濃度為54.4%、濾餅水分為12.86%時(shí)，過(guò)濾能力為0.7330.948t/m2*h。而對(duì)尾泥而言，當(dāng)供料濃度為49.35%、濾餅水分為20.2426.69%時(shí)，過(guò)濾能力為0.2050.473t/m2*h。33 全尾砂膏體充填料環(huán)管泵送試驗(yàn)2003年4月16日至4月18日，在南京鋅陽(yáng)礦業(yè)有限公司機(jī)修廠進(jìn)行了全尾砂膏體充填料泵送環(huán)管試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)不同配比、不同濃度的全尾砂膏體進(jìn)行泵送循環(huán)，測(cè)定了膏體環(huán)管泵壓輸送性能與管道輸送阻力。試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行了兩次配料，第一次配料為單一的全尾砂膏體。全尾砂經(jīng)選礦廠排尾口經(jīng)管

28、道排入污水處理站附近的沉降池自然沉降脫水，脫水后全尾砂含水率約為1819%。試驗(yàn)時(shí)在該沉淀池中沿全斷面取料后，運(yùn)送至試驗(yàn)地點(diǎn)。第二次試驗(yàn)為水泥全尾砂膏體，水泥為袋裝325#硅酸鹽水泥，設(shè)計(jì)灰砂比為18。 全尾砂膏體充填料環(huán)管泵送試驗(yàn)照片試驗(yàn)用管道分別采用內(nèi)徑為125mm與150mm的兩種管徑。沿機(jī)修廠裝配廠房布置兩圈環(huán)管，內(nèi)圈為150mm鋼管，外圈為125mm鋼管。鋼管均用法蘭聯(lián)接，彎管曲率半徑為管徑的1.5倍，鋼管壁厚均為4.5mm。實(shí)際配管總長(zhǎng)度為194.63m，其中150mm管道96.09m，125mm管道98.54m。折算管道總長(zhǎng)度295.1m，其中150mm管道折算長(zhǎng)度138.35m

29、，125mm管道折算長(zhǎng)度156.75m。首先租用了一臺(tái)HBT60混凝土泵，該泵換向閥采用斜置式插板閥，經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)該類閥密封性能不好，輸送缸內(nèi)膏體在活塞推送過(guò)程中向混凝土泵喂料斗返料嚴(yán)重，泵送流量無(wú)法控制和計(jì)算。隨后換用了HBT70混凝土拖泵，該泵換向閥采用S型閥，泵的銘牌技術(shù)參數(shù)為：輸送量67m3/h；最大出口壓力4.7MPa；空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最大換向頻率27次/分；空載時(shí)主油路油壓2MPa。全尾砂經(jīng)稱量后，加入到錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，同時(shí)按設(shè)計(jì)配比加入適量水或水泥，并使膏體坍落度控制在1215cm之間。全尾砂或水泥全尾砂膏體攪拌均勻卸入料斗后，經(jīng)行車吊起并卸入混凝土泵喂料斗中。為了

30、潤(rùn)滑管道，首先在混凝土泵喂料斗中加入少量水及部分細(xì)粒級(jí)尾砂，隨后即可進(jìn)入泵送程序。待膏體充滿管道后，即可開(kāi)始泵送循環(huán)試驗(yàn)。膏體在管道內(nèi)泵送一段時(shí)間(1520分鐘)，使管內(nèi)膏體趨于均勻后，則可開(kāi)始測(cè)定及讀取以下技術(shù)數(shù)據(jù)：膏體濃度、膏體坍落度、混凝土泵主油路油壓、S閥換向周期以及管道上各壓力表讀數(shù)。以上數(shù)據(jù)測(cè)定完畢即完成一個(gè)工況點(diǎn)的試驗(yàn)。隨后即可向混凝土泵喂料斗均勻地按比例加水，使膏體濃度適當(dāng)降低，然后進(jìn)行下一個(gè)工況點(diǎn)的泵送循環(huán)試驗(yàn)，亦即待整條管道內(nèi)的膏體均化后，同時(shí)測(cè)取上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)，直至將膏體坍落度提高至2325cm。兩組試驗(yàn)所測(cè)得的輸送參數(shù)如表13。從試驗(yàn)結(jié)果得出以下結(jié)論：全尾砂膏體及水泥全尾

31、砂膏體均具有良好的管道輸送性能。試驗(yàn)歷時(shí)3天，膏體濃度自73.31 %至79.66%均順利實(shí)現(xiàn)了泵送循環(huán)，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中未出現(xiàn)堵管等不良現(xiàn)象。在試驗(yàn)的工況范圍內(nèi)，膏體濃度是影響輸送流量與管道阻力的首要因素。當(dāng)膏體濃度達(dá)到78%以上，坍落度為1218.5時(shí)，管道阻力很大，泵送流量?jī)H為32.435.5m3/h，5英寸管道阻力達(dá)到9.012.5KPa/m，說(shuō)明膏體屈服煎切應(yīng)力0及粘性系數(shù)均較大，在實(shí)際生產(chǎn)中膏體制備及輸送均較難實(shí)現(xiàn)，或者說(shuō)要實(shí)現(xiàn)如此高濃度膏體的制備與輸送，技術(shù)難度加大，系統(tǒng)投資急劇增加。而當(dāng)濃度為75%及以下時(shí)，膏體坍落度則降至2325cm，5英寸管道阻力降低至3.685.15KP

32、a/m，流量亦增加至5567 m3/h，濃度為73.31%時(shí)，5英寸管道阻力進(jìn)一步降低至2.21KPa/m。說(shuō)明膏體屈服煎切應(yīng)力及粘性系數(shù)均顯著下降，易于實(shí)現(xiàn)膏體的制備及順利輸送。根據(jù)目前所采用的采礦方法，充填料漿濃度過(guò)高并不利于充填料在采場(chǎng)內(nèi)的流平，因此，實(shí)際生產(chǎn)中將膏體充填料漿濃度確定為7274%較為合適。此時(shí)，5英寸管道的流動(dòng)阻力為36 KPa/m，膏體坍落度為2325cm。膏體充填料具有良好的穩(wěn)定性。充填料漿流量為32.467m3/h時(shí)，管道流速為0.51.52m/s之間，不添加水泥的情況下帶料停泵14小時(shí)，添加水泥（灰砂比1：8）后泵送循環(huán)近5小時(shí)，管內(nèi)料漿均未出現(xiàn)離析堵管等現(xiàn)象，這

33、與粗粒級(jí)尾砂的兩相流特征具有本質(zhì)上的區(qū)別，也給將來(lái)管道清洗與生產(chǎn)管理帶來(lái)了便利。全尾砂膏體(膠結(jié))充填料環(huán)管試驗(yàn)參數(shù)匯總 表13參數(shù)名稱與單位第一次配料（全尾砂膏體） 第二次配料（水泥全尾砂膏體，灰砂比18）工況1工況2工況3工況4工況1工況2工況3工況4工況5膏體重量濃度（%）79.6677.5676.86/78.2877.2075.5674.9073.31膏體坍落度（cm）12.018.522.523.515.520.522.823.5攤開(kāi)泵主油路油壓（MPa）22.017.013.512.018.015.012.09.08.0換向閥周期（S）4.64.22.72.24.52.92.72.

34、72.7換向閥頻率（次/分）13.0414.322.227.313.3320.722.222.222.2膏體輸送量（m3/h）32.435.555.267.033.151.3755.255.255.26英寸管流速（m/s）0.5100.5580.8681.0500.5210.8080.8680.8680.8685英寸管流速（m/s）0.7340.8041.2501.5200.7501.1631.2501.2501.250各壓力表讀數(shù)（Mpa）1#3.42.41.81.352.61.91.41.00.62#2.31.783#2.62.21.694#2.181.951.415#2.131.690.

35、546#/7#0.980.668#1.41.150.809#0.720.630.3510#0.350.260.206英寸管阻力（KPa/m）10.427.355.514.147.965.824.293.061.845英寸管阻力（KPa/m）12.508.826.624.959.566.985.153.682.2134 全尾砂膏體充填料L型管道自流輸送試驗(yàn)2003年4月23日至25日進(jìn)行了L型管道自流輸送試驗(yàn)，以測(cè)定不同濃度及坍落度下全尾砂膏體的自流輸送性能。共完成六組試驗(yàn)。試驗(yàn)采用125mm鋼管，垂直管高度為3.36m，第一、二組水平管道長(zhǎng)度7.23m，第三至第六組水平管道長(zhǎng)度加長(zhǎng)至10.62

36、m，垂直管上料斗容積約1.1m3。第六組充填料漿添加了減水劑，在同一濃度下料漿流動(dòng)性顯著提高。試驗(yàn)采用水泥全尾砂膏體，灰砂比為1：12。試驗(yàn)過(guò)程為按設(shè)計(jì)配比計(jì)量各材料組分后，用滾筒跌落式混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，并對(duì)各次攪拌的膏體進(jìn)行取樣，分別測(cè)定其濃度、坍落度。待料斗基本灌滿后，打開(kāi)管道出口處的木塞，使膏體充填料產(chǎn)生自流。在膏體自流過(guò)程中，記錄料斗中膏體料位下降與時(shí)間的關(guān)系及膏體停止流動(dòng)時(shí)垂直管中的料位高度，以便對(duì)膏體流量及膏體的流變參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。各次試驗(yàn)簡(jiǎn)況表14所示。經(jīng)理論分析計(jì)算后，所得試驗(yàn)結(jié)果如表15。自流輸送管道試驗(yàn)情況簡(jiǎn)表 表14編號(hào)灰砂比實(shí)測(cè)重量濃度（%）平均坍落度（cm）靜止

37、時(shí)豎管料柱高度（m）備 注ZL111275.9121.02.73料漿流動(dòng)緩慢ZL211273.6023.01.39料漿在45秒內(nèi)流完ZL311273.6723.0水平管加長(zhǎng)，料漿流動(dòng)極慢ZL411273.6223.0水平管加長(zhǎng)，未添加水泥ZL511271.4924.52.46料漿在35秒內(nèi)流完ZL611274.6221.0/23.82.03加減水劑坍落度增至23.8自流輸送管道試驗(yàn)數(shù)據(jù)表 表15序號(hào)濃度(%)數(shù)據(jù)項(xiàng)010203040506070809ZL175.91Q1.508(5.43)1.225(4.41)0.744(2.67)0.512(1.84)0.554(1.99)0.682(2.4

38、6)0.294(1.06)0.230(0.83)0.240(0.86)8V/D7.8656.3893.8802.6702.8893.5571.5331.1991.252293.53278.30274.94270.80268.72264.48259.66257.60252.69ZL273.60Q18.556(66.80)19.571(70.46)21.778(78.40)24.500(88.20)19.700(70.92)8V/D96.773102.066113.576127.772102.739226.90215.94194.77167.96191.43ZL473.62Q1.311(4.72)

39、0.848(3.05)0.513(1.85)0.481(1.73)8V/D6.8384.4222.6752.508215.05214.07213.04211.37ZL571.49Q14.500(52.2)19.625(70.65)21.600(77.76)16.143(58.11)16.200(58.32)20.000(72.00)8V/D75.620102.348112.64884.18984.486104.303193.21166.62150.29171.09165.41142.43ZL674.62Q11.800(42.48)12.250(44.10)10.000(36.00)9.375(

40、33.75)7.000(25.20)8V/D61.54163.88852.15348.89436.507202.68198.50198.91195.46197.79注：表中數(shù)據(jù)項(xiàng)單位：Qm3/s×10-3(括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)單位為m3/h)；8V/Ds-1；Pa。ZL6組添加減水劑。 由表14、表15可以看出，當(dāng)灰砂比112時(shí)，對(duì)于充填倍線N=3.2的ZL1、ZL2試驗(yàn)組，76%的料漿輸送濃度難于實(shí)現(xiàn)自流輸送，而73.6%的濃度卻可實(shí)現(xiàn)理想自流，膏體流量達(dá)到了66.888.2m3/h，完全可滿足生產(chǎn)能力要求。當(dāng)充填倍線加大至N=4.2時(shí)，無(wú)論是否添加水泥，料漿重量濃度73.6%的ZL3、ZL

41、4試驗(yàn)組的料漿流速極低，不能實(shí)現(xiàn)自流輸送。僅當(dāng)濃度降低到71.5%或添加減水劑（實(shí)際重量濃度為74.62%，減水劑摻量為0.037%）后，才可實(shí)現(xiàn)較為理想的自流輸送，膏體流量達(dá)到52.277.76m3/h。對(duì)比ZL1與ZL6兩個(gè)試驗(yàn)組可知，添加減水劑可有效提高料漿的流動(dòng)性。35膏體充填料試塊強(qiáng)度測(cè)定對(duì)膏體充填料地表泵送試驗(yàn)及自流輸送試驗(yàn)分別進(jìn)行了取樣并澆注了試塊，測(cè)定其3天、7天、28天單軸抗壓強(qiáng)度如表16。 表16強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)膏體濃度為7578%、灰砂比為1：8、水泥消耗為160180kg/m3時(shí)，試塊3、7、28天強(qiáng)度可分別達(dá)0.40.6、0.81.1、2.83.9MPa;膏體濃度

42、為71.575.9%、灰砂比為1：12、水泥消耗為120kg/m3左右時(shí)，試塊3、7、28天強(qiáng)度可分別達(dá)0.180.19、0.350.41、0.781.23MPa,分別是低濃度（小于68%條件下試塊強(qiáng)度的35倍（低濃度條件下試塊強(qiáng)度見(jiàn)表8）。水泥全尾砂膏體輸送試驗(yàn)試塊強(qiáng)度 表16試塊編號(hào)膏體濃度(%)坍落度（cm）灰砂比試塊容重（g/cm3）試塊抗壓強(qiáng)度(MPa)3d7d28d178.2815.51:82.030.580.600.590.591.021.141.161.114.024.063.603.89277.2020.51:81.990.610.460.480.521.201.161.18

43、1.183.403.904.003.77375.5622.81:81.970.440.440.440.440.820.820.840.832.902.563.082.85475.91211:122.050.200.200.200.200.460.420.460.451.801.601.601.67573.6231:121.970.190.190.180.190.380.380.420.391.280.921.481.23671.4924.51:121.930.180.190.190.190.380.300.360.350.920.700.720.78774.62211:122.010.180.

44、180.180.180.360.360.390.370.961.060.960.998*74.6223.51:122.020.180.180.180.180.390.460.380.411.000.961.000.99*注:8號(hào)配方添加木鈣減水劑 36 全尾砂漿充填鉆孔及井下管道自流輸送試驗(yàn)2003年11月進(jìn)行了全尾砂漿充填鉆孔及井下管道自流輸送試驗(yàn)，其試驗(yàn)過(guò)程為：選廠全尾砂通過(guò)現(xiàn)充填站300m3周轉(zhuǎn)池后，用3#泵送入現(xiàn)充填站的立式攪拌桶中，然后用高揚(yáng)程渣漿泵通過(guò)+14m巷道送入采礦工區(qū)水砂充填站的砂池中自然沉降脫水。砂池容積約400m3。由于全尾砂輸送濃度較低，須多次進(jìn)砂及多次排水。當(dāng)進(jìn)砂量

45、達(dá)到試驗(yàn)所需尾砂量后，經(jīng)約24小時(shí)自然沉降并將砂面上的水排盡后，即對(duì)池中全尾砂進(jìn)行壓氣造漿。砂池底部安裝有15排壓氣造漿噴嘴，每排5個(gè)，密度為每1.25m2一個(gè)。壓氣由礦山總空壓機(jī)站提供，其初始?jí)毫?.7MPa。造漿時(shí)，輪流順序打開(kāi)各排造漿噴嘴，使池中尾砂均得到擾動(dòng)，造漿時(shí)間約為30分鐘左右。池中全尾砂造漿均勻后，即可打開(kāi)放砂閥向充填鉆孔放砂?，F(xiàn)充填鉆孔內(nèi)套有內(nèi)徑為90mm的高強(qiáng)塑料管，鉆孔深度為131.5m，全尾砂漿最終充入-225m中段的704、705采場(chǎng)。管道總長(zhǎng)度為692.5m，其中充填鉆孔131.5m，-125m中段水平管道長(zhǎng)282m，-125 -225m天井高差100m ,-22

46、5m中段水平管道長(zhǎng)179m。充填倍線2.99。試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)全尾砂流量進(jìn)行了檢測(cè)，同時(shí)取樣對(duì)全尾砂料漿濃度進(jìn)行了測(cè)定。試驗(yàn)過(guò)程各參數(shù)如下：選廠至采礦工區(qū)全尾砂輸送濃度 2540%， 流量 55m3/h渣漿泵電流 110120A 電機(jī)轉(zhuǎn)速 1100轉(zhuǎn)/分鐘全尾砂充填量與時(shí)間關(guān)系如下： 時(shí)間 時(shí)間差（分） 充填體積（m3） 10：02 0 010：12 10 17.510：32 30 50.710：42 40 63.5610：52 50 76.66 按流量穩(wěn)定時(shí)間計(jì)算，10：1210：52分之間，充填體積為59.16m3，折算流量為88.74m3/h。 對(duì)全尾砂充填料漿進(jìn)行濃度測(cè)定，其結(jié)果為 1#

47、69.01%，2# 71.64%，3# 72.14%，4# 72.14%。平均為71.23%。37半工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果及分析通過(guò)以上前期試驗(yàn)研究可得出以下結(jié)論：南京鉛鋅銀礦全尾砂-20m含量達(dá)到33.34%，大于國(guó)內(nèi)外通用的-20m含量不小于15%的要求，無(wú)論是全尾砂還是全尾砂水泥都能制備成輸送性能良好的膏體充填料。全尾砂最大沉降濃度約為70%，添加水泥后，灰砂比為1：41：12時(shí)，膏體充填料濃度可提高至71.65%74.47%。當(dāng)用陶瓷過(guò)濾機(jī)脫水時(shí)，根據(jù)供料濃度的不同，過(guò)濾能力為0.1790.948t/m2*h,濾餅水分為12.86%14.90%。即充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，既可考慮采用自然沉降脫水壓氣造漿，也可采用濃密過(guò)濾兩段脫水。全尾砂膏體及水泥全尾砂膏體均具有良好的管道輸送性能。膏體充填料漿濃度為7375%時(shí)，膏體坍落度為2225cm ，5英寸管道的泵送阻力為36 KPa/m。充填倍線N3時(shí)，膏體濃度為73.6%可實(shí)現(xiàn)自流輸送，流量可達(dá)66.888.2m3/h。當(dāng)充填倍線不大于4時(shí)，濃度為71.5%或添加減水劑（實(shí)際重量濃度為74.62%，減水劑摻量為0.037%）后，可實(shí)現(xiàn)自