[發明專利]一種工業級多功能膏體充填試驗平臺及測試方法

有效

• 申請號: 202010085295.2
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111119990B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 吳愛祥;王少勇;王洪江;阮竹恩;王建棟
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21F15/06
• 分類號: E21F15/06;G01D21/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種工業級多功能膏體充填試驗平臺及測試方法，屬于膏體充填技術領域。該實驗平臺包括稱量系統、造漿系統、攪拌制備系統、旋流分級系統、深錐濃密系統、環管輸送系統、廢料處置系統和自動控制系統。稱量系統連接造漿系統和攪拌制備系統，造漿系統后接深錐濃密系統和旋流分級系統，旋流分級系統連接深錐濃密系統，深錐濃密系統連接、攪拌制備系統、環管輸送系統、廢料處置系統，攪拌制備系統連接環管輸送系統。上述系統靈活組合，可開展全尾砂旋流分級試驗、全尾砂深錐濃密試驗、膏體攪拌制備試驗和環管試驗等全套膏體充填試驗研究，真實模擬現場工況，具有多工況、全閉路、自動化、精度高的特點。

技術領域

本發明涉及膏體充填技術領域，特別是指一種工業級多功能膏體充填試驗平臺及測試方法。

背景技術

膏體充填以其不離析、不脫水、不分層的優點，逐漸成為21世紀充填采礦技術的發展方向。但是膏體充填與傳統的低濃度充填工藝相比，所涉及的工藝環節多，控制精度要求高，相關設計參數必須要通過大量的前期試驗來獲取。而我國沒有專業的膏體充填試驗平臺，膏體充填系統設計只能依賴低濃度充填測試數據，造成設計誤差大。為此，有必要建立一套工業級多功能膏體充填試驗平臺與測試方法，為膏體充填理論與技術研究、膏體系統設計、行業標準制定及技術人員培訓提供支持。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種工業級多功能膏體充填試驗平臺及測試方法，用于膏體充填理論與技術研究、膏體系統設計、行業標準制定及技術人員培訓。

該試驗平臺包括稱量系統、造漿系統、攪拌制備系統、旋流分級系統、深錐濃密系統、環管輸送系統、廢料處置系統和自動控制系統，稱量系統連接造漿系統和攪拌制備系統，造漿系統后接旋流分級系統和深錐濃密系統，旋流分級系統和造漿系統循環連接，旋流分級系統連接深錐濃密系統，深錐濃密系統連接環管輸送系統、攪拌制備系統和廢料處置系統，攪拌制備系統連接環管輸送系統，環管輸送系統連接廢料處置系統，自動控制系統對稱量系統、造漿系統、攪拌制備系統、旋流分級系統、深錐濃密系統、環管輸送系統和廢料處置系統進行自動控制。

其中，稱量系統、造漿系統、攪拌制備系統、旋流分級系統、深錐濃密系統、環管輸送系統、廢料處置系統和自動控制系統中的設備均采用工業級標準。

稱量系統采用定量稱重配料方式，料斗上設置稱重傳感器和水分傳感器，保證物料稱量精度，同時設置破拱及振打裝置以防結拱，保證下料通暢。

造漿系統由兩個Φ1.5×2m攪拌桶和離心泵組成，造漿系統得到的尾礦漿濃度為20～30％。

旋流分級系統包括旋流器、離心泵、攪拌桶和緩沖池，旋流器直徑為φ75mm、φ100mm、φ150mm中一種或幾種的組合，溢流經緩沖池進入儲漿桶，底流經攪拌桶進入儲漿桶中。

深錐濃密系統包括深錐濃密機與絮凝劑自動添加裝置，深錐濃密機直徑1m，總高6m，分為5段，各段采用法蘭連接，高徑比可變范圍為：3.5～6，錐角設置為60°、90°或120°，錐角與設備支座采用螺栓連接，深錐濃密機筒體不同高度位置設置不少于3個取樣閥，相鄰兩個取樣閥間隔0.5-1.5m；深錐濃密機筒體1.3～4.8m高度處開設觀察窗；深錐濃密機耙架轉速調節范圍為0.1～0.2rpm。絮凝溶液制備及添加裝置，其自帶PLC集成控制，能夠與濃密機入料濃度、流量形成連鎖回路，實現絮凝劑的自動添加。

攪拌制備系統由兩段臥式攪拌機構成，并配有扭矩監測裝置、葉片角度調節裝置。

環管輸送系統包括工業級柱塞泵與寬管徑管道系統，同時配有壓力變送器、流量計和液壓換向閥，管道直徑分為4種：DN50、DN100、DN150、DN200；管道走向設置5種：上向傾斜、垂直下行、垂直上行、水平和下向傾斜。

自動控制系統采用DCS和PLC結合的混合式控制系統，具有三種操作模式：手動非聯鎖、手動聯鎖和自動聯鎖。

應用該試驗平臺的測試方法，包括步驟如下：