[發明專利]一種地下全尾砂-廢石膏體充填系統及充填方法

有效

• 申請號: 201810709546.2
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108915765B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王洪江;周旭;吳愛祥;楊柳華;王少勇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21F15/08
• 分類號: E21F15/08;E21F15/10;E21F15/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明屬于金屬礦全尾砂膏體充填領域，具體涉及一種地下全尾砂?廢石膏體充填系統及充填方法，適用于地下建設全尾砂膏體充填站，以及井下掘進廢石不出坑的充填采礦法礦山應用。所述地下全尾砂?廢石膏體充填系統利用現有井下硐室或巷道工程，并可實現井下掘進廢石不再需要提升至地表進行堆存或處理，同時將選礦全尾砂制備成膏體充填采空區，降低了尾砂在地表尾礦庫的堆存量，大幅節約了投資和運營成本，提高了采礦作業安全條件。

技術領域

本發明屬于金屬礦全尾砂膏體充填領域，具體涉及一種地下全尾砂-廢石膏體充填系統及使用方法，適用于地下建設全尾砂膏體充填站，以及井下掘進廢石不出坑的充填采礦法礦山應用。

背景技術

全尾砂-廢石膏體充填法是將選廠產出的低濃度全尾砂漿進行充分脫水濃密后，與水泥等膠凝材料，以及破碎篩分后的礦山掘進廢石進行混合攪拌，制備成具有不分層、不離析、不脫水特征的膏體物料，通過自流或泵壓輸送至井下采空區。膏體充填一方面解決了地表尾砂、廢石堆存的環境污染問題，提高尾礦庫庫容利用率，甚至減少尾礦庫建設；另一方面充填體具有一定強度，可支撐井下圍巖，控制地表塌陷，提高回采率和作業安全性。

在膏體充填方法中，膏體物料混合均勻，水泥與尾砂顆粒充分接觸，僅通過添加極少量的水泥等膠凝材料形成較高的充填體強度。此外，膏體充填濃度高，充填體凝結速度快，以及采場不需要脫水，可有效固結重金屬離子和選廠藥劑殘留，有效防止地下水的二次污染，具有巨大的技術、經濟和環保優勢。尤其是在礦巖遇水泥化的礦山、水資源急劇缺乏的地區，膏體充填具有更加明顯的環境、社會優勢。

目前國內外大多采用在地面建立充填站，將井下掘進產出的廢石提升運輸至地表，破碎篩分后再制備成合格的充填料漿通過鉆孔管道輸送到井下充填工作面。這種方式適合于地表建設條件和開采技術條件較好的礦山，但也存在設施基礎建設的投資成本高、廢石從井下提升至地表再回填至井下造成的運營成本浪費的問題。此外，當地下開采或者充填水平較深時，將面臨因充填倍線過小，導致充填料輸送困難，充填鉆孔磨損嚴重。特別是在嚴寒地區，膏體充填系統尾礦濃密系統無法正常運行，造成膏體濃密機底流濃度低，造成充填體強度低，甚至影響正常生產。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種地下全尾砂-廢石膏體充填系統及使用方法。能夠克服地表工業場地條件限制的問題，可以利用井下已有巷道和硐室工程，并解決充填鉆孔壓頭過剰導致充填鉆孔磨損嚴重的技術難題，實現安全、經濟、高效、綠色的全尾砂膏體充填。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種地下全尾砂-廢石膏體充填系統，所述充填系統在地下硐室或地下巷道內建設和運行；所述充填系統包括設置于地下的膏體濃密機、水泥倉、臥式砂倉、溢流水倉、攪拌機和充填輸送泵；還包括設置于地表用于臨時存儲水泥的水泥轉運倉和產出低濃度全尾砂漿的選廠；

選廠產出的低濃度全尾砂漿經設于地表的尾砂輸送鉆孔輸送至所述膏體濃密機進行尾礦脫水，制備獲得高濃度全尾砂料漿；所述臥式砂倉和所述溢流水倉均與所述膏體濃密機連接，所述臥式砂倉用于事故處理料漿，所述溢流水倉用于存儲所述膏體濃密機澄清的溢流水；所述水泥轉運倉內的水泥經由設于地表的水泥輸送鉆孔輸送至地下的所述水泥倉；

井下掘進廢石被集中運輸至破碎篩分硐室進行處理，獲得粒徑合格的廢石粗骨料；

高濃度全尾砂料漿、水泥和廢石粗骨料被輸送至所述攪拌機，所述攪拌機對高濃度全尾砂料漿、水泥和廢石粗骨料進行攪拌，獲得膏體充填料漿；所述膏體充填料漿通過自流或通過所述充填輸送泵向井下采空區進行充填。

進一步地，所述硐室為原有空閑硐室或新開挖硐室；所述硐室包括膏體濃密機硐室、膏體攪拌機硐室、水泥倉硐室、充填輸送泵硐室、砂倉硐室、溢流水倉硐室和所述破碎篩分硐室；在各硐室直接預留設備安裝和檢修空間和步道。