[發明專利]一種測量膏體濃密機泥層高度的簡易高精度裝置及方法

有效

• 申請號: 202011384817.5
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112629621B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 王洪江;王小林;王勇;吳愛祥;張璽;彭青松
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01F23/42
• 分類號: G01F23/42
• 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

本發明提供一種測量膏體濃密機泥層高度的簡易高精度裝置及方法，屬于礦山尾礦膏體測量技術領域。該裝置包括線輪、牽引繩和輕質容器，牽引繩一端纏繞在線輪上，牽引繩另一端連接輕質容器，輕質容器內盛放和膏體濃密機泥層界面尾砂漿濃度相同的尾砂漿。輕質容器通過線輪和帶刻度的牽引繩升降，所述尾砂漿的濃度通過特定方法進行確定。本發明具有方法簡單、成本低廉、易于操作和精度高的優點，克服了現有泥層高度測量方法精度低、裝置結構復雜的缺陷。

技術領域

本發明涉及礦山尾礦膏體測量技術領域，特別是指一種測量膏體濃密機泥層高度的簡易高精度裝置及方法。

背景技術

全尾砂膏體充填和膏體堆存具有安全、環保、經濟和高效等優點，是礦山尾砂固廢處置領域最有發展前景的兩種技術。將選礦廠產生的低濃度尾砂漿濃縮成膏體狀，是尾砂膏體處置技術的第一個關鍵環節，目前采用的主流設備是膏體濃密機。泥層高度是膏體濃密機運行的一個關鍵參數，對膏體濃密機的底流濃度有重要影響，直接決定膏體濃密機排放的底流能否達到膏體狀態。因此，必須對膏體濃密機的泥層高度進行檢測，以便對膏體濃密機運行參數進行動態調整。

傳統的重錘法測量膏體濃密機泥層高度操作簡單，但測量精度并不高，主要原因是重錘的密度與泥層的密度差異顯著，導致重錘陷入泥層的深度過大。目前基于重錘法原理又開發出多種泥層高度檢測裝置，如一種用于重錘料位計在流動水中測量泥層高度的裝置(CN210180501U)，一種泥層高度自動測量裝置及測量方法(CN109357725A)，但這類裝置結構較為復雜，并未從根本上提高泥層高度測量的精度。此外還有超聲波泥層界面儀，但其受泥層渾濁度、底部泥層密度變化等因素影響，測量誤差和波動性較大。因此，開發一種測量精度高、結構簡單的膏體濃密機泥層高度測量方法，對確保礦山尾砂膏體處置技術的順利應用具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種測量膏體濃密機泥層高度的簡易高精度裝置及方法。

該裝置包括線輪、牽引繩、輕質容器和尾砂漿，牽引繩一端纏繞在線輪上，牽引繩另一端連接輕質容器，輕質容器內盛滿尾砂漿；輕質容器置于泥層界面。

其中，牽引繩上帶有刻度。輕質容器裝滿尾砂漿后密閉，輕質容器裝滿尾砂漿后的整體密度與膏體濃密機泥層界面尾砂漿的密度相同。

輕質容器所裝尾砂漿與進入膏體濃密機的尾砂漿為同一種尾砂物料。

輕質容器裝滿尾砂漿后在膏體濃密機泥層界面處處于靜止狀態。

應用該裝置的方法，包括步驟如下：

S1：將輕質容器牢固系在牽引繩的零刻度處，轉動線輪將輕質容器輕輕下放至膏體濃密機泥層界面處，確保牽引繩稍稍收緊且垂直于膏體濃密機的溢流水面；

S2：讀取牽引繩在溢流水面處的讀數，根據膏體濃密機泥層底部到溢流水面的垂直高度，換算得到膏體濃密機的泥層高度。

其中，S2具體為：

S21：以膏體濃密機泥層界面為界限，將膏體濃密機沿豎直方向劃分為沉降區和壓密區(即泥層)；在沉降區內，尾砂漿濃度小于泥層界面尾砂漿濃度；在壓密區內，尾砂漿濃度大于泥層界面尾砂漿濃度；

S22：定義膏體濃密機泥層界面處泥層壓力為0，膏體濃密機底部泥層壓力為：

P＝Δρgφ₀h₀

其中，P為膏體濃密機底部泥層壓力，Pa；Δρ為尾砂與水的密度差，kg/m³；g為重力加速度，9.8m/s²；h₀為固液分離初始高度，m；φ₀為料漿初始體積濃度，％；

S23：根據物料質量守恒，尾砂漿平均濃度為：