全尾砂充填系统实施方案分析
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1 实验目的本次试验通过采用尾砂和水泥等作为充填骨料,测试充填试块的固结特性、强度指标等,以检测充填体是否满足回采强度和相关工艺要求,以此确定金鑫金矿实验采空区回采残矿要求的充填材料及其控制参数等。
2 取样本次试验根据实验目的,主要采用的试验材料为尾砂、水泥以及水等。
为了符合实际,本次试验所用尾砂从金鑫金矿现场获取,托运至实验室进行试验,可确保所得数据与矿山实际相符。
具体材料包括以下几种:(1)骨料原料:主要为选矿全尾砂。
(2)胶结材料:普通32.5水泥。
(3)水:采用自来水。
4、主要试验内容根据试验目的,确定本次试验主要内容为:1)尾砂物理力学性质及化学成分测定(1)测定金鑫金矿尾砂原料的物理力学性能,主要包括比重、容重、含水率、孔隙率、自然安息角和渗透系数等;(2)测定并分析尾砂的化学成分;(3)测定尾砂的粒级组成;(4)测定尾砂的压缩系数和压缩模量。
2)充填料配比试验(1)尾砂添加水泥后的固结特性研究,选取至少2个不同浓度和3个不同灰砂比的组方进行试验(2)根据试验结果推荐尾砂充所需的充填材料配比参数。
4、技术指标和参数试验得到以下指标和参数:(1)尾砂原料的基本物理力学参数,主要包括比重、含水率、密度、孔隙率、休止角和渗透系数等;(2)尾砂的粒级组成;(3)各组方充填料的比重、含水率等;(4)不同养护龄期(7d、28d、60d)下的各组方的充填体单轴抗压强度、弹性模量等;(5)充填体不同养护龄期(7d、28d、60d)劈裂强度,计算其内摩擦角和粘结力,并绘制莫尔应力圆。
5 试验方法和方案本实验主要是在对尾砂进行物理力学性能测定和化学成分分析的基础上,选择不同充填配比进行室内充填体试块制作,测定其养护期为7d、28d、60d充填体单轴抗压强度和典型试块的7d、28d、60d劈裂强度,绘制摩尔圆,并求解内摩擦角及粘结力。
在得到以上物理化学性质分析结果和强度试验等结果后,对其进行技术经济分析,推荐尾砂材料充填所需的充填材料配比参数。
全尾砂充填系统实施方案设计尾砂充填系统是指利用尾矿、废料等物料填充在矿山或治理场所的过程。
这种系统设计在尾矿处理和废料管理方面起着至关重要的作用。
本文将探讨全尾砂充填系统的实施方案设计,包括系统组成、操作流程、设备要求和安全措施等方面。
一、系统组成2.处理系统:包括尾砂处理设备,如破碎机、筛分机等,用于将尾砂处理成适合充填使用的颗粒物料。
3.输送系统:包括输送带、输送管道等设施,用于将处理好的尾砂输送至充填现场。
4.充填系统:包括充填设备,如充填车、充填桩等,用于将处理好的尾砂填充至设定的位置。
5.监测系统:包括设计和建设监测设施,用于实时监测尾砂充填过程产生的数据,以便及时调整和优化系统运行。
二、操作流程2.尾砂处理:将收集到的尾砂经过破碎、筛分等处理,使其达到充填使用的标准。
3.尾砂输送:将处理好的尾砂通过输送带、输送管道等设施输送至充填现场。
4.尾砂充填:使用充填设备将处理好的尾砂填充至设定位置,确保充填均匀、密实。
5.监测调整:实时监测尾砂充填过程,及时调整和优化系统运行,确保充填效果符合要求。
三、设备要求1.收集设备:包括采集设备、装载机等,用于从矿山或处理场所收集尾砂。
2.处理设备:包括破碎机、筛分机等,用于将尾砂处理成适合充填使用的颗粒物料。
3.输送设备:包括输送带、输送管道等,用于将处理好的尾砂输送至充填现场。
4.充填设备:包括充填车、充填桩等,用于将处理好的尾砂填充至设定位置。
5.监测设备:包括监测仪器、传感器等,用于实时监测尾砂充填过程产生的数据。
四、安全措施1.培训和教育:对操作人员进行培训和教育,提高其对系统操作流程和安全措施的认识和理解。
2.安全防护:对系统设备和设施进行定期检查和维护,确保其运行安全可靠。
3.应急预案:建立完善的应急预案,对可能出现的突发情况进行预防和应对,保障系统运行的连续性和稳定性。
综上所述,全尾砂充填系统的设计和实施方案应包括系统组成、操作流程、设备要求和安全措施等方面的考虑。
超细全尾砂(赤泥)浓缩脱水高浓度造浆充填方案某矿采用超细全尾砂胶结及半胶结嗣后充填,胶结材料为普通硅酸盐水泥。
年充填尾砂总量为18万t,按年有效充填工作日300天计,日均充填量为600t,日需要普通硅酸盐水泥约100t。
设计拟采用平底型立式砂仓浓缩脱水,高浓度排放、造浆成为似膏体砂浆,用注塞泵高压输送至井下采空区。
全尾砂物理特性为:浓度:18%,密度:2.92t/m3,粒度分布:目数粒径(mm)负累计含量(%)200 -0.074 92.6%300 -0.050 82.5%700 -0.020 64.5%1600 -0.010 50.5%3000 -0.005 28.6%根据以上特性,按理论数据及类似浆体的实验情况,采用了大型平底型立式砂仓将其浓缩至高浓度浆体进行充填。
大型平底型立式砂仓具有较大的储浆能力,可以给浆体提供足够的沉积脱水时间,并能够连续均匀地排放出高浓度浆体,性能稳定,容易操作管理。
平底型立式砂仓及充填站配套设备设施基本情况如下:1.1工作制度采用三班工作制,每班8小时。
1.2劳动定员表1 充填工程劳动定员表0点班8点班4点班合计尾砂供料 2 1 2 5供水供风 1 1水泥 1 1充填 2 2带班 1 1总计10充填站定员10人。
1.3充填站总投资估算表2充填设备单位工程概算表单位:元序号设备名称设备型号单位数量购置费安装费单价合价单价合价1 平底型立式砂仓YL24×32钢制台 1 629000062900002 锥体型水泥仓ZTX-478×12钢制台 1 420000 4200003 多功能控制器YL-24×16钢制台 1 120000 120000小计68300004 渣浆泵80ZJA-I-A36 台 2 60000 1200005 卧式多级离心泵50KDWA×8 台 2 30000 600006 刚性叶轮给料机YCD-18 台 1 8000 80007 风冷螺杆式空气BLT-150A 台 1 200000 2000008 卧式多级离心泵D6-25×4 台 1 8000 80009 卧式搅拌机台 1 200000 20000010 注塞泵————小计596000 运杂费(5%)0.05 29800安装费(10%)0.1 59600 合计7455800 59600表3 充填管道单位工程概算表单位:元序号项目名称规格型号单位数量安装费单价合价1 热轧无缝钢管Ф159 δ=8m 60 329 197402 热轧无缝钢管Ф125 δ=6m 150 215 322503 热轧无缝钢管Ф80 δ=5m 100 115 115004 热轧无缝钢管Ф60 δ=5m 500 90 450005 闸阀DN150 个 1 2500 25006 胶管阀DN150 个 1 2500 25007 电磁流量计DN150 个 2 4000 80008 闸阀DN125 个 6 2000 120009 球阀DN125 个 3 1000 300010 球阀DN80 个 4 800 320011 球阀DN60 个10 700 700012 气垫阀个20 500 1000013 造浆水嘴个460 500 23000014 压力表 1.6MPa 套 4 150 600合计392690表4充填土建单位工程概算表单位:元序号项目名称技术特征单位数量单价合价1 平底型立式砂仓Φ24×3.7 m³335 650 2177502 水泥仓Φ4.78×7.7 m³90 600 540003 事故池 3.5×2.5×1.6(2个)m³28 300 84004 操作间8.2×5.7×3.7 m247 1200 564005 空压机房15×4×3.5 m260 1600 960006 回填夹墙51×0.3×2 m³550 120 66000合计490150表5 电气土建单位工程概算表单位:元序号项目名称技术特征单位数量单价合价1 变配电所12×4=48m2h=4.5m m248 1600 76800合计76800表6电气设备单位工程概算表单位:元序号设备名称设备型号单位数量购置费安装费单价合价单价合价1 10kv电力变压器S11 400/10,10/0.4kV,400kVA台 1 100000 1000002 低压配电屏GGD2型台 4 28000 1120003 低压无功补偿屏RNT-380V-96kVAR 台 1 30000 300004 10kv高压电力电缆YJV-8.7/10KV 1(3×35)m 500 75 375005 通讯费用10000 10000小计252000 47500 运杂费(5%)0.05 12600安装费(10%)0.1 25200 合计264600 72700表7充填站总投资估算表投资项目投资费用(万元)所占比例% 充填设备购置及安装电气设备购置及安装工人工资地表土建工程费用水费水泥费用尾砂输送费用增加排水费用充填设备电费不可预见费用总投资8812340 100.0 1.4充填单位成本。
充填系统控制方案说明一、充填工艺及基本技术要求一般充填系统的工艺采用全尾砂配水泥胶结充填法,工艺对灰沙比的要求在1:(4~10)范围内。
充填能力一般只考虑正常情况下的充填料量,特殊情况才出现一次最大充填量的要求。
充填浓度一般为66~70%。
砂仓出浆浓度60~65%。
用户方一般对自控系统提出以下要求。
(1)水泥仓下料量的监测采用冲板流量计作为变送器,输出信号显示于仪表柜相应的显示器上,观察显示数据,通过调节调速电机的调速装置(或变频器)控制螺旋给料机的转速,从而保证水泥仓给料的稳定.(2)砂仓放料监测采用电磁流量计作为变送器,输出信号显示于仪表柜相应的显示器上,观察显示数据,采用调节电机执行器调节电动管夹阀的开启角控制流量,从而保证放砂量的稳定。
(3)放料浓度监测由浓度计作为变送单元,其监测信号显示于仪表柜相应的显示器上,观察显示数据,采用调节电机执行器调节电动管夹阀的开启角,通过对水量的调节使砂仓的放砂浓度得到恒定。
(4)料位、液位监测在砂仓、水泥仓就搅拌桶内均设有料位液位监测设备,采用超声波液位计作为变送单元,其监测信号显示于仪表柜相应的显示器上,观察显示数据,可知仓内料位(液位)水平。
对搅拌桶,可采用电动执行器调节电动管夹阀的开启角控制放浆流量,从而使搅拌桶内的液位保持恒定。
二、方案说明系统的自控方案可采用以PLC为中心控制器的方案,也可以采用以工控机(IPC)为中心控制器的方案。
以PLC为中心控制方案,总体上系统的可靠性很高,但还需要IPC机做为人机交互界面,且系统的总体造价高。
以IPC为中心控制器的方案,IPC即是系统控制器,也是人机交互界面,系统造价比以PLC为要少。
为了加强监控,有些现场还配备有视频系统。
下面介绍以IPC为中心控制器的系统。
充填系统包括供沙回路、供水回路、供料回路、搅拌系统以及输送系统。
对控制系统的要求主要有以下几个方面:(1)充填能力及精度要求。
系统每小时充填输送能力稳定,灰沙比根据工艺要求稳定在1:(4~10)。
西河一期尾砂充填安全专项施工方案一、工程概况:表1 工程建设概况二、文明施工、安全生产工程依据依据国家和地方制定的与建设工程有关的法律法规、规范规程、标准条文,公司贯彻质量、环境、职业健康安全管理体系文件,以及有关安全管理制度,对该工程进行文明施工、安全生产管理。
具体文件如下:1、《中华人民共和国和建筑法》2、《中华人民共和国合同法》3、《建设工程安全生产管理条例》(中华人民共和国国务院令第393号文)4、《职业健康安全管理体系规范》(GB/T 280011—2001)5、《建设工程施工合同》6、《建筑施工安全检查评分准》7、《建筑现场临时用电安全技术规范》(JGJ46—88)8、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-91)9、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-210)10、《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33—2001)11、《龙门架及进架物料提升机安全技术规范》(JCJ88-92)12、《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)13、《郴州市文明施工管理办法》三、项目部对工程项目文明施工管理目标:确保市文明样板工地,力争创省文明施工样板工地。
四、项目部文明施工管理人员配备计划及岗位职责:1、项目经理为项目文明施工管理负责人,对项目文明施工工作负领导责任。
2、项目部施工人员、协调项目经理开展文明施工工作,承担该项目文明施工的主要责任。
3、由项目经理指派一名懂文明施工,负责任的专业工程师为项目部专职的安全员,在项目经理的领导下负具体的工程文明施工责任。
4、项目部各专业工程师对所属专业文明施工范围内的工作负责。
五、文明施工及环境管理组织结构组长:负责文明施工现场全面工作;副组长:负责文明施工、环境管理的日常工作;组员1:负责现场围蔽、现场防火、治安综合治理;组员2:负责封闭管理、厨房、厕所;组员3:负责施工文件资料、卫生保健;组员4:负责材料堆放、施工现场;组员5:负责现场宿舍、宣传、环境保护。
水泥—全尾砂膏体泵送试验试块强度(表2)
*注:8号配方添加木钙减水剂
全尾砂粒度分布
各分布粒径如下:d10=2.59μm
d50=45.49μm
d90=193.45μm
=76.80μm。
平均粒径d
平均
全尾砂胶结充填系统投资概算(不包括全尾砂脱水及运输)
一:主要设备
⑴各渣浆泵及水泵3台套 5.0万元
⑵前装机1台10.0万元
⑶BW600泥浆泵 2台 5.0万元衡阳探矿机械厂
⑷两段搅拌机 1套 32.5万元长沙矿山研究院
⑸双管螺旋给料机 1台 2.0万元芜湖起重运输设备厂
⑹单管螺旋上料机1台0.5万元
⑺散装水泥仓1台20.0万元
小计75万元
运杂费6% 4.5万元
安装费10% 7.5万元
合计87万元
二.主要仪器仪表
⑴电磁流量计 2台 4.0万元上海爱尔美特仪器公司
K300DN125PD-M·CT300
⑵核密度计 2台 8.0万元
⑶涡街流量计 1台 0.7万元
⑷电动调节阀 1台 0.8万元
⑸重锤料位计 1台 1.5万元
⑹螺旋电子秤 1台 2.0万元
⑺变频调速器 1台 2.0万元
⑻功率传感器 1台 2.0万元研制
⑼显示仪表 8台 0.8万元
⑽调节器 1台 0.5万元
⑾工控系统 1套 10.0万元
⑿仪表盘、信号控制电缆等 5.0万元
小计 37.3万元
运杂费6% 2.238万元
安装费10% 3.73万元
合计 43.268万元
三.土建工程
⑴全尾砂存储池 10万元
⑵充填站厂房及基础 30万元
⑶其他(外围场地及道路等) 5万元
小计 45万元
四.管道系统(包括充填钻孔、井下管网及站内管道等) 40万元
五.供水、配电及辅助设施 30万元总计 245.268万元
全尾砂脱水投资概算及运营成本
方案1—选厂陶瓷过滤机脱水、汽车运输
一.投资概算
18m2陶瓷过滤机一台 90万元
皮带输送机一台 1万元
自卸汽车 5台 50万元
前装机一台 10万元
合计 151万元
二.运营成本
脱水成本 2元/t全尾砂
运输成本 5元/t全尾砂
合计 7元/全尾砂
方案2—老充填站陶瓷过滤机脱水、高压混凝土泵管道输送一.投资概算
18m2陶瓷过滤机一台 90万元
皮带输送机一台 1万元
高压混凝土泵一台 80万元
高压输送管道1200米 20万元
合计 191万元
二.运营成本
脱水成本 2元/t全尾砂
输送成本 2元/t全尾砂
合计 4元/全尾砂
方案3—老充填站渣浆泵输送、新充填站陶瓷过滤机脱水一.投资概算
18m2陶瓷过滤机一台及厂房 100万元
皮带输送机一台 1万元
输送管道800米 10万元
合计 111万元
二.运营成本
脱水成本 2元/t全尾砂
输送成本 2元/t全尾砂
合计 4元/全尾砂
方案4—老充填站渣浆泵输送、新充填站自然脱水、压气造浆一.投资概算
400m3立式沉降池2座 60万元
输送管道800米 10万元
空压机站 20万元
合计 90万元
二.运营成本
压气成本 2元/t全尾砂
输送成本 2元/t全尾砂
合计 4元/全尾砂
方案5—选厂全尾砂渣浆泵输送、新充填站浓密—过滤两段脱水一.投资概算
渣浆泵及输送管道(1200米) 15万元
φ20米浓密池 90万元
18m2陶瓷过滤机一台及厂房 100万元
回水设施 8万元
合计 213万元
二.运营成本
过滤成本 2元/t全尾砂
输送成本 2元/t全尾砂
合计 4元/全尾砂
自流输送试验情况
2003年4月23日至25日进行了管道自流输送试验,共完成六组试验,其中第一、二组水平管道长度7.23m,第三至第六组水平管道长度均为10.62m。
第六组充填料浆添加了减水剂,在同一浓度下料浆流动性显著提高。
各次试验简况表3所示。
由表3可以看出,当灰砂比1∶12时,对于充填倍线N=3.2的ZL1、ZL2试验组,76%的料浆输送浓度难于实现自流输送,而73.6%的浓度却可实现理想自流,由此可以了解管道自流输送对料浆输送浓度的变化十分敏感,对高浓度充填系统料浆输送浓度的控制提出了较高的要求。
充填倍线加大至N=4.2时,无论是否添加水泥,料浆重量浓度73.6%左右的ZL3、ZL4试验组的料浆流速极低,不能实现自流输送。
仅当浓度降低到71.5%或添加减水剂(实际重量浓度为74.62%,减水剂掺量为0.037%)后,才可实现较为理想的自流输送。
对比ZL1与ZL6两个试验组可知,添加减水剂可有效提高料浆的流动性,应通过进一步的试验,确定合理的减水剂掺量与合理的料浆输送浓度。
自流输送管道试验情况简表(表3)
自流输送管道试验数据成果表
注:1、表中数据项单位:Q——m3/s×10-3(括号内数据单位为m3/hr);
8V/D——s-1;τ——Pa。
2、ZL6组添加减水剂。
主要设备性能
10t抓斗:额定起重量10t,跨度10.5m,起升高度18m,抓斗类型为中型双绳或四绳双颚平口式,其容积为3m3,起重物料容重1.0~1.7t/m3,自重4.8t,整机重量26.5t,总功率57.5kw,参考价格26.8万元,生产厂家为江苏常州矿山机械厂。
BW-600泥浆泵:为三缸单作用活塞泵,其活塞行程为100mm,缸径105mm,活塞频率分四档,分别为135、83、55和44min-1,相应输送量为36、22.2、14和7.9m3/h,相应出口压力为1.5、2.0、3.0和3.0MPa,配套电机功率22kw,设备重量750kg,外形尺寸1450×830×850mm,参考价格2.45万元/台,生产厂家:湖南衡阳探矿机械厂。
双管螺旋给料机:选用型号为LE200×2500,其给料量8~20m3/h,螺旋转速28~70rpm,配套电机功率4kw,外形尺寸4873×1140×678,设备重量1.728t,参考价格19880元,生产厂家为安徽芜湖起重运输机器厂。
双卧轴搅拌机及高速搅拌机:为高浓度全尾砂料浆二段搅拌配套设备。
双卧轴搅拌机型号为SJ03.00,生产能力为50~80m3/h,理论容积1.8m3,叶片转速46rpm,电机功率45kw,外形尺寸4736×2325×1095mm、整机重量7.85t。
高速搅拌机型号GJ503,生产能力50~80m3/h,转子转速980rpm,电机功率30kw,外形尺寸1733×600×890,整机重量750kg。
生产厂家:长沙矿山研究院,参考
价格32.5万元。
充填运营成本计算表
表11
以必须在充填站外或选定的试验场地砌筑一个临时全尾砂沉降池,全尾砂在池中自然沉降脱水。
全尾砂最大自然沉降浓度可达71%左右,为了使全尾砂浓度进一步提高到72~74%,可采用在尾砂池中挖沟、掏窝等方式排水,使全尾砂中的水分进一步脱出。
全尾砂自然脱水到浓度72~74%后,为了使其粒度均匀,可在池中对其进行均化,以避免管道出口处粒度过粗而远离管道出口处粒度过细,对泵送试验结果造成不利影响。
全尾砂沉降池为临时设施,可用编制袋装填干分级尾砂,在平整的混凝土地面上堆坝,并在坝内铺设采条布隔水,基脚用沙袋压实以防跑浆。
全尾砂沉降池尺寸为长×宽×高=8.0×6.0×0.7m。
经多次取砂,可储存全尾砂浆10~12m3,全尾砂干量为14~17t,可满足管道试验用料要求。