新型充填风动搅拌喷头在生产中的应用

陈庆甲 吴则蛟

莱钢集团鲁南矿业有限公司井下开采设计年产能力100万吨，日充填868.3m3，充填系统采用卧式湿尾砂加胶固粉充填工艺，将来自选矿车间尾矿经过沉淀增加浓度至70%，经压风系统喷头搅拌均匀后进入充填管道充填矿房，充填喷头在卧式沙仓内12*13阵列均匀布置。在充填过程中经常出现沙仓内搅拌不均匀，尾砂沉淀造成沙仓下料口堵塞无法继续充填，对生产造成很大影响。

一、旧式风动搅拌喷头存在的不足

目前，充填搅拌用风动喷头普遍使用的是弹簧阀芯式结构，结构图如图一所示， 1、连接头 2、阀芯 3、弹簧 4、阀体

图一 旧式风动喷头外观结构图

工作原理：工作时压风从连接头1左风口进入，在风压作用下压缩弹簧4使阀芯在阀体内缓慢移动，当阀芯2上的风孔与阀体上的通风孔在同一位置时压风从阀体4排入搅拌池进行搅拌；停止时在弹簧力作用下，阀芯复位将风孔关闭防止尾砂进入阀体造成堵塞。

这种风动搅拌喷头在使用过程中存在如下问题：阀体4上的四个风孔由于长时间充填于尾砂磨损严重，导致尾砂从此孔进入阀芯造成堵塞，阀不能正常工作；弹簧平凡动作疲劳后无法正常复位，导致喷头失效无法正常动作；阀芯及阀体磨损消耗量大，维护成本高。

二、新型风动搅拌喷头结构及工作原理

针对上述存在的问题对喷头进行改进，主要从两方面着手，一是采用四喷头组合来替代单一阀体喷头；二是采用膜片结构气态弹簧。新式喷头主要由四个小喷头及喷头座组成，其外观结构（图二）；喷头结构图（图三）。 1、o型密封圈 2、连接件 3、十字开槽胶垫 4阀体

图三、喷头结构图

工作原理：工作时，压缩空气经过阀体中心风孔通道到达四个喷头连接件风腔，在风压作用下打开橡胶垫十字槽，压力风到达阀体中间风腔，开始搅拌，停止时，橡胶垫密闭，喷气阀停止工作。喷头与喷头座之间采用0型密封圈密封。

三、新型风动搅拌喷头的使用效果

莱钢集团鲁南矿业公司于2011年5月在卧式沙仓南仓进行试验使用新式喷头248个，共充填34510 m3，充填效果良好，很好的解决了原来无法搅拌均匀现象，同时原喷头每两月更换一次，现在近一年的使用期间共更换21个，生产成本大大降低。因此，新型风动搅拌喷头在采矿充填系统中对于提高充填效率，降低劳动强度及减少企业生产成本上有很好的效果，值得进行推广实施。