深井矿山充填满管输送理论及应用

沈自军

摘要：在深井开采中，充填采矿法的应用有所增加，主要是使用胶自动充填法。管道输送是填充过程的核心，特别是管道输送系统，管道输送系统是整个填充系统的喉管，某些组件的故障可能会影响系统的正常运行，导致管道系统模型失败，甚至影响矿井的正常生产。

关键词：深井；矿山充填；满管输送理论；应用

引言

近年来，金属充填采矿技术和工艺迅速发展，融合了先进的相交技术、先进的实验方法和充填采矿技术，在基本理论方面出现了许多新的理论、方法和技术因此，作者对金属矿山充填采矿技术的研究进展进行了系统的清点和总结，以激励未来的技术创新。

1 矿山充填工艺

随着环境和环境保护需求的增加，《采矿法》越来越主导着矿产资源。补充地雷的技能对补充进程的生产力、贫困率和生产成本有着重大影响。矿物填充方法历经数十年的干性填充、砂质填充和粘合剂，其中粘合剂和粘合剂填充、交错式服装、全半球循环和石膏填充。总之，高质量、低成本的填充可以说是满足技术要求的最终目标。一般来说，矿物填充系统包括骨骼补充系统、材料供应测量系统、供水测量系统、混合推进系统等子系统。视频监控技术和自控制也广泛应用于矿物填充中。随着地雷进入深海，堵塞管道流入的风险和危险增加，作者认为这是真空管监测和预警补充系统的一个组成部分。

2 充填系统自动控制的原则

2.1 可靠性原则

通过了解和应用采矿的技术条件、采矿要求和技术特点，实现系统的恢复能力、长期稳定运行、消除干扰和满足电磁兼容性和安全要求；您使用的软件操作系统在国际计算机控制中得到认可、可靠且稳定，并符合国际公认的行业标准。配置具有更高容错能力的网络通信系统、流程控制系统和软件系统，以部署符合行业标准的设备。整个自动化控制系统分为三级设备、控制和信息网络。需要能够在所有级别独立运行网络并使用网关来满足要求。自动化控制系统必须是安全和独立的。

2.2 先进性原则

控制系统配备了最先进、最成熟的软件，无论是现在还是将来，都可以与所有产品和软件兼容。国外进口自动化控制系统中的重要设备，如流量计、电控阀、密度测量等。既保证了系统的可靠性，又控制了系统的建设和维护成本。

2.3 系统的可扩展性

当系统的其他部分需要控制时，该系统具有足够的灵活性以满足控制系统容量的要求。此外，该系统还具有与矿产储量相关的功能，以确保矿务管理部门具备补给站的运行指标。

3 充填料浆输送工艺技术

充填纸浆的运输是充填过程的主要环节之一，主要是利用水作为运输载体，将充填颗粒和冷凝材料等固体物质输送到井底。填料浆管道输送的特点是输送材料组成复杂，颗粒尺寸和浆浓度变化显着，工期短，落差大，管道磨损严重。它主要分为三种运输方式:自动流动运输、泵压运输和混合运输。自流运输能够利用其重力潜力克服管道的摩擦阻力，具有经济和环境优势，通常使用填充倍数参数来确定自流运输是否符合有色金属采矿设计规范(GB-50771-2012泵充液工艺借鉴了混凝土泵的经验，具有高浓度和良好稳定性等优点，但充填泥浆质量要求较高，不应在泵内制造分离。计算沿路径的管道阻力是设计和优化填充可行性和管道布局的运输参数的关键任务。采用固体液体三相流动理论开发了水沙充填或分级残留物充填的大部分路径阻力计算模型，主要的经验公式为杜兰德公式、神奈川公式和苏联煤炭科学院公式等。并且需要计算面团填充的临界速度。相应的经验性公式是b.c. kenoroz、liu dejong和yufen公式。钢管的阻力沿路径较为复杂，相关研究人员从变异性理论出发进行了实验研究和理论分析，主要考虑了管道的滑动和接触变化效应，目前钢管的阻力主要。

4 深井矿山充填满管输送策略

4.1 管道磨损控制

水泥罐是安全控制和环境保护的关键点，储存容量300t，地面和罐壳之间高度30米。使用水泥罐排放弯管时经常发生研磨。管道磨蚀会给生产带来多重困难:①卡车-水泥罐不能及时完成水泥；②水泥渗漏是控制环境保护的优先事项；③高空作业危险，必须分几个阶段批准，存在很大的安全风险。为此目的，技术人员计划改造弯头，将钢箱焊接在弯头上，在高压风吹水泥的过程中发挥缓冲和防磨损作用。水泥罐投入使用后，屋顶上没有压力安全阀，有发生爆炸事故的危险。排气孔安装在水泥罐顶部，在高压辅助空气排放时，排气孔的水泥排放会造成环境污染。为此，建议在水泥室屋顶安装压力安全阀和水泥室天花板除尘装置，当水泥室内压力超过水泥室内压力安全阀的安全压力时，压力安全阀可以打开将水泥运入贮存室时，应打开水泥室脉冲布袋除尘器，摇动附着在洗衣袋上的水泥，以防止袋式除尘器破裂。

4.2 管道敷设

主加注垂直管不得安装在提升井中，应使用加注钻孔，特殊加注井应安装在使用寿命较长的大型矿井中；2.加注管和进料口应牢固固定；充填管连接器的压力强度等级不应低于管接头管的压力强度等级，钻孔管的灌嘴应焊接或灌嘴，不经常拆除的管段应由法兰连接，而经常拆除的水平管段应当通过深井管道输送且水平输送距离短时，应采取减压措施。填土材料应结合重力自动运输和机械运输进行运输，应结合重力自动运输和叉车运输、带式运输和铁路外运输车辆选择两三种运输过程。

4.3 充填系统安全设施

加注准备站应配置事故池和事故池抽油机，事故池的实际容积不得小于2小时加注泥浆量。加注准备站应配备静压水源清洗加注管路。深锥厚机和工业加注泵的电气等级应为二级负荷。必须保护含有辐射的设备的使用，并设置屏障。建议您监视关键位置(例如填充孔底管道、主管路等)的压力。建议在填充孔底部安装紧急管道排水装置和事故池，事故池的实际体积不得小于主垂直填充段的总体积。建议沿主加注管路设置紧急水源或空气源。寒冷地区的沙库、蓄水池、事故水池和空气管道必须采取隔热和冻结措施。

4.4 充填过程监测与控制

该填充系统通过将电磁流量计和原子密度测量值安装到连续的天空输送管、下部输送管和填缝管中，实时监测流量和密度。将雷达站安装在混凝土场地上监测仓库中水泥的数量、超声波防护位置以及搅拌机和溢流池中的水位、磨削墙面以及应力和驱动电机安装在紧密凝聚的锥形中。在风管、管道和分隔缝管道上安装压力调节器，以监控空气压力、水压和管道压力。同时在管道上安装流量计以监测水流。捕获信号的处理是通过捕获终端设备、设备数量、模拟信号以及将信号发送到终端设备、按照设置程序在现场运行的阀门等方式进行的智能化。

5 结语

今后，将对绿地建设提出更高的要求，进行补充，同时减少地雷的排放。随着科学技术的发展，一键装填将成为下一阶段装填的重点，这是一个完全自动的阶段。发展了砂过滤系统，实现了爆破站的自动控制，确保了作业的可靠性，确保了作业的连续性和稳定性，并为建设自动控制的设施提供了参考模型，如自主矿物填充。

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