铜坑矿充填系统改造与应用

2018-07-30蓝仕忠

采矿技术 2018年4期

蓝仕忠，王旭，彭亮

(1.广西华锡集团股份有限公司铜坑矿，广西河池市 547205；2.长沙矿山研究院有限责任公司，湖南长沙 410012)

0 引言

近年来，资源高效回收和环境保护日益受到重视[1]，促进充填工艺技术的大力发展[2-4]，充填采矿法在全国得到了广泛的应用，应用范围从高品位贵金属矿到低品位铁矿，甚至非金属矿。新建矿山纷纷建设先进的充填系统，而老矿山则倾向于对现有充填系统进行升级改造[5-6]。

铜坑矿是开采多年的老矿山，主要采用空场法、组合崩落法以及空场嗣后(废石)充填法，生产中存在以3个问题：矿石损失贫化大；地压活动频繁；地表生产设施受到威胁。

铜坑矿曾于20世纪80年代建设了棒磨砂胶结充填系统，该充填系统包括棒磨砂车间及充填料浆制备站、充填管道斜井等工程建设。充填系统建成后，进行了调试和试充填，由于受当时矿产品价格低和充填成本较高等原因影响，充填系统于2002年停用，目前井下主要采用废石充填，存在着效率低下，成本高，且充填质量不能满足安全生产要求等问题。因此，对矿山原充填系统亟需进行改造。

1 充填系统改造

原有充填设施尽量加以利用，以缩短基建周期，降低建设投资。由于该充填站十几年处于搁置状态，站内机械设备、管道电缆等均已撤除，钢构件也已严重锈蚀。经现场考察，确认可利用的设施有：棒磨砂车间厂房；充填站2个立式砂仓，2个水泥仓，制备厂房、配电室、仪表室、工具房、钢筋混凝土廊道、浓密池等。经论证，在原址上对原有棒磨砂充填系统进行改造，采用全尾砂结构流胶结充填工艺，充填系统流程见图1。

图1 充填系统流程

1.1 尾砂再造浆系统改造

尾砂由汽车运至铜坑矿后，通过卸料平台卸入料仓中。尾砂通过受料槽卸入搅拌槽，在搅拌槽中再造浆后由渣浆泵输送至充填站立式砂仓进一步处理。

碎石仓壁上开卸料门洞，以供自卸汽车卸料。门洞上安装电动卷闸门。为了防止大块进入搅拌槽及渣浆泵，于溜槽中部设置滚筒筛。选用Φ2.5 m×2.5 m强力搅拌槽，松散状尾砂经搅拌槽搅拌制浆均匀后，再由渣浆泵通过管道输送至充填站的立式砂仓中以备充填之用。搅拌槽上安装超声波料位计并设报警装置，以使搅拌槽料位处于合理高度。

1.2 尾砂仓造浆[7]及溢流改造

利用充填站已有的2个立式砂仓储存全尾砂浆，尾砂浆在立式砂仓中进一步沉降脱水，使其达到最大沉降浓度。为了便于立式砂仓顶部澄清水的排放，于2个立式砂仓之间增设梯子间，并于砂仓直筒段每隔1 m于砂仓外侧设置排水阀门。在仓中设置压气造浆喷嘴，砂仓压气造浆时，由螺杆式空压机供给压气，将砂仓内的尾砂充分扰动，形成均质流体，实现尾砂浆预搅拌。

1.3 水泥给料计量改造

利用2个水泥仓(容积500 m3)储存水泥,罐车运散装水泥至充填站后，气卸入水泥仓。仓顶设置除尘器和雷达料位计。水泥仓底部安装有电液闸门及螺旋给料机。水泥给料量由电子秤检测。螺旋给料机电机采用变频调速(0～50 Hz)，改变螺旋转速即可改变水泥给料量，以满足不同灰砂比要求。水泥给料计量由计算机软件实时监控，并根据流量波动及设定灰砂比及时调整水泥给料量，小时给料误差控制在0.5 t/h之内，做到精准给料。

1.4 料浆制备改造

全尾砂浆、调浓水及水泥经各自的供料线进入搅拌机。搅拌机采用卧搅+高速搅两段搅拌。充填料各组分经两段搅拌后制备成高浓度(70%)、流动性良好(坍落度28 cm)的充填料浆[4-5]，通过充填钻孔及井下充填管网自流输送至井下采场空区进行充填。

双轴搅拌机及高速活化搅拌机生产能力均为150 m3/h，其中高速活化搅拌机变频调速。双管螺旋给料机水泥输送能力50 t/h，变频调速。

1.5 控制系统改造

研制的自动控制[8]系统,使充填站所有运行设备均可在控制室进行有效控制,充填料浆制备参数可根据充填工艺要求进行调节。充填系统运行时可以实行手动与自动控制的切换。当充填系统运行稳定时,通过控制系统软件设置各充填参数,充填系统按设置好的参数自动运行。如出现异常就会自动报警,并可通过手动调节恢复至正常状态。设置了视频监视系统与数据自动记录系统,充填站运行状况和参数可在控制室及总调度室进行监视和查阅。