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充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。充填方法与充填料输送方法不同,充填系统的组成单元和功能不同。就应用普遍的水力输送而言,煤矸石充填系统,一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。金属矿山和煤矿充填在充填系统设计上差别很大,主要原因是充填料的不同。 金属矿山主要充填尾矿砂。充填站设置料仓或堆场,采用振动放料形式,通过皮带传送至搅拌桶制浆。分级尾砂搅拌相对简单,全尾砂充填为避免细粒部分絮凝结团,需要采用强力活化搅拌技术。 煤矿充填目前使用的充填料主要是破碎煤矸石和粉煤灰。矸石充填料需要将煤矸石破碎至5mm以下粒径,并需保证均衡的含水率,上海充填,所以充填系统要有破碎模块和相应的破碎前与破碎后室内堆场。纯粉煤灰充填因粉煤灰悬浮性好搅拌比较容易,高浓度的矸石充填可以采用类似混凝土搅拌的卧式搅拌槽,采空区泵送充填成套设备,浓度较低的混合充填一般采用立式搅拌桶。 充填系统设计应遵循以下原则:(1)充填料要就近选择,充分利用工业废渣,保护环境,降低成本。(2)优先选择自流输送方式,降低基建投入与管理成本。(3)制浆能力与管道流量保持一致,设置必要的人工或自动控制措 施,尽可能做到满管输送。(4)仓储规模要保证正常生产,不能出现经常性断料。(5)必要的防潮防雨雪措施,避免胶固材料吸潮结块,保持充填料稳定的含水率。(6)工艺流程与控制简单实用。(7)粉尘与噪声符合环保要求。
充填站目前采用的方法是采用新型胶固材料填充:以工业废渣为原料的矿山充填胶固料。它与水泥比有突出的特点,对细粒部分宽容性大,在低于65%的浓度时,浆料也能做到不离析、不分层、泌水量小、固化时间短,同样强度用量是水泥的1/2.
充填站使用的主要设备为高浓度搅拌槽和螺旋输送机。其工作原理为螺旋输送机把尾矿矿浆输送到高浓度搅拌槽,利用转动着的叶轮获得能量,受上、下螺旋方向相反的叶轮作用,形成两股相对流动的矿流,互相冲击、搅拌而使浆料混合均匀。
采空区高、面积大,采空区顶板离地表近,威胁到井下生产安全和地面公路运输安全。从充填费用、充填效率和安全角度等考虑,后决定设计从591中段跨过采空区顶板掘进一溜渣天井通地表,在掘进一短溜井连通采空区的顶板和主溜井。采用自卸式汽车运输露天废石渣场的废渣充填采空区,以改变采空区围岩的应力重新分布,达到采空区围岩受力平衡,防止采空区发生大塌方;经过充填17万m3废渣处理后,全尾砂充填站生产厂家,及时消除了安全隐患,地表未出现下沉和开裂现象,采空区未发生崩落垮塌现象;达到了预期目的,实现了后续井下的安全生产和地表公路运输安全
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