一种立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系统及其使用方法，包括与高压风连通的风管和设有喷咀的高压水管，分别应用于高压风造浆和高压水造浆。本发明专利技术的高压风造浆只应用于立式砂仓放砂前的松动造浆，放砂过程中停止高压风造浆，由于高压风造浆主要用在放砂之前，起松动造浆作用，可以有效避免设备仪器磨损和防止造浆扰动；本发明专利技术在立式砂仓放砂过程中采用高压水造浆，使得高压水沿着砂仓底部形成分层旋流，能够有效实现稳定放砂。本发明专利技术提供的立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系统及其使用方法，解决现有的矿山立式砂仓充填技术存在的造浆浓度、流量等工艺参数不稳定、仓底易板结及浓缩效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非煤矿山地下开采
，尤其涉及一种立式砂仓的造浆技术，更 具体地涉及，适用于全尾砂高浓度 充填料浆的稳定连续制备。
技术介绍
立式砂仓充填系统具有工艺流程简单、投资小、运行成本低等优点，是国内外矿山 普遍采用的一种充填系统形式。 经过几十年发展，立式砂仓充填技术得到了长足进步，从分级尾砂充填发展到全 尾砂充填，充填浓度进一步提高。但是，由于对立式砂仓放砂机理认识不足，立式砂仓充填 系统在应用过程中普遍存在放砂浓度与流量不稳定、仓底板结、仓顶溢流浓度高及浓缩效 率低等技术问题，导致充填体质量不均匀，严重制约了矿山立式砂仓充填工艺和技术的应 用与发展。 因此，针对立式砂仓充填技术存在的上述技术瓶颈，需要专利技术一种造浆系统及造 浆方法，使之能够实现立式砂仓充填系统的稳定连续制备，从而使充填浓度、流量等工艺参 数的稳定性极大提高，并使系统浓缩能力得到大幅提升。
技术实现思路
(一）要解决的技术问题 本专利技术要解决的技术问题是提供一种立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系统及其 使用方法，解决现有的矿山立式砂仓充填技术存在的造浆浓度、流量等工艺参数不稳定、仓 底易板结及浓缩效率低的问题。 (二）技术方案 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系 统，包括立式砂仓，所述立式砂仓为倒圆锥形，所述立式砂仓的锥底开设有放砂口，所述放 砂口连通放砂管路，所述立式砂仓的内壁上设有若干高压水管，所述高压水管沿所述内壁 的周向均匀分布，所述高压水管沿所述内壁的母线设置，每根所述高压水管上分布设有若 干第一喷咀，每个所述第一喷咀均与所述内壁的周向呈锐角设置，同一根高压水管上的相 邻的两个第一喷咀沿水平方向交错设置，不同高压水管上的相同高度的第一喷咀沿水平方 向同向设置；所述立式砂仓的下部设有放砂区，所述放砂区的外壁上还开设有若干风口，所 述风口沿周向均匀分布于所述放砂区的外壁，所述风口连通风管，每根所述风管与所述外 壁的母线呈钝角设置。 进一步的，沿所述立式砂仓的顶部还设有环管，所述环管沿所述立式砂仓侧壁的 周向设置，所述环管上还均匀分布若干第二喷咀。 优选的，前述高压水管的数量为4-6根。 优选的，前述第一喷咀与所述内壁的周向夹角为25-45°。 优选的，前述风口的数量为四个。 优选的，前述风管与所述外壁的母线的夹角为120°。 本专利技术还提供了一种立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系统的使用方法，包括如下 步骤： S1、保持所述放砂管路、喷咀和风管均关闭，在所述立式砂仓内灌满砂浆，形成压 缩尾砂； S2、打开所述风管，通过所述风口向所述立式砂仓内通入高压风，进行松动造浆， 使所述放砂区的所述压缩尾砂松动活化； S3、松动造浆完成后，所述放砂区内形成松动尾砂，然后关闭所述风管； S4、打开所述放砂管路和高压水管上的第一喷咀，通过所述第一喷咀向所述立式 砂仓内通入高压水，进行流态化造浆，使高压水在所述放砂区的形成旋流，带动所述松动尾 砂绕壁旋转，并通过所述放砂口流入所述放砂管路； S5、直至所述立式砂仓的尾砂全部放砂完毕，关闭所述第一喷咀和放砂管路。 (三）有益效果 本专利技术的上述技术方案具有如下优点： 本专利技术提供的立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系统及其使用方法，包括与风口连 通的风管和设有喷咀的高压水管，分别应用于高压风造浆和高压水造浆。本专利技术的高压风 造浆只应用于放砂前的松动造浆，放砂过程中停止高压风造浆，这样不会在放砂过程中，使 放砂管路中通入空气，影响测量仪表的精确性，同时，由于高压风造浆主要用在放砂之前， 起松动造浆作用，可以有效避免设备仪器磨损和防止造浆扰动；本专利技术在放砂过程中采用 高压水造浆，其中，喷咀交错布置在高压水管上并与内壁形成锐角的喷射角度，这样的布 置使得高压水沿着砂仓底部形成分层旋流，能够有效实现稳定放砂，同时，合理的造浆区域 与造浆流态控制，避免了仓底板结，有效控制放砂浓度，减少了对砂仓上部沉降区域的扰动 范围，提高立式砂仓充填造浆系统运行的稳定性与连续性。 本专利技术能够实现立式砂仓充填浆料的稳定连续制备，有效解决了现有立式砂仓尾 砂制备的过程中出现的放砂不稳定，浓度、流量等工艺参数波动大等技术难题，极大提高了 制备的浆体质量，降低了充填成本。同时，立式砂仓造浆系统能力得到较大幅度提高，可以 支撑大规模充填采矿。 因此，本专利技术具有十分显著的技术经济综合效益，具有广阔的推广应用空间。【附图说明】 图1是本专利技术风水两级分时绕壁造浆系统的结构示意图； 图2是本专利技术风水两级分时绕壁造浆系统的俯视图； 图3是本专利技术中喷咀在高压水管上的结构示意图； 图4是本专利技术中喷咀与内壁之间的角度示意图。 图中:风管；2 :高压水管；3 :第一喷咀；4 :放砂口；5 :立式砂仓。【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 如图1、2所示，本专利技术提供了一种立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系统，包括立 式砂仓5,立式砂仓5为倒圆锥形，锥角70~72°，立式砂仓5直径8~IOm,仓筒高20~ 22m。立式砂仓5的锥底开设有放砂口 4,放砂口 4连通放砂管路，传统的高压水管2 -般设 计成环向管，由于造浆流态与浆液运动方向不一致，因而影响造浆浓度。因此，本专利技术中立 式砂仓5的内壁上设有若干高压水管2,高压水管2沿内壁的周向均匀分布，高压水管2沿 内壁的母线设置，高压水管2的数量为4-6根。由于列向的高压水管2的造浆流态与浆液 运动方向一致，因此有利于提高造浆浓度。 另外，传统的造浆喷咀角度垂直于立式砂仓5的仓壁，主要针对中心沉降区进行 造浆，该方案易搅乱立式砂仓5内不同层区，使压缩层尾砂被拉空，上部低浓度尾砂浆贯通 整个砂仓，这是立式砂仓5放砂浓度不稳定的主要原因。 本专利技术中，每根尚压水管2上分布设有若干第一喷阻3,每个第一喷阻3均与立式 砂仓5的内壁的周向呈锐角设置，同一根高压水管2上的相邻的两个第一喷咀3沿水平方 向交错设置，不同高压水管2上的相同高度的第一喷咀3沿水平方向同向设置；第一喷咀3 与内壁的周向夹角为25-45°，第一喷咀3的具体角度依据不同尾砂性质确定，同标高的第 一喷咀3同向布置，不同标高第一喷咀3间隔错向布置，使得造浆区域在立式砂仓5内壁板 结区形成立体反向层流并产生一定下向旋流，从而避免仓底板结，并实现稳定均匀放砂。还 需要说明的是，这种结构主要用于仓壁板结尾砂造浆，实现了高压水绕壁造浆，充填时，喷 咀贴仓壁造浆，使立式砂仓5内尾砂形成旋流状态，尾砂粒径在水平和垂直重力作用下，充 分混合均匀，保证放砂浓度，并且利于放砂。立式砂仓5中心区域因重力作用，放砂速度快， 为了确保中心区尾砂充分流态化，在高压水管2接近放砂口 4部位垂直安装一组第一喷咀 3,进一当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立式砂仓风水两级分时绕壁造浆系统，包括立式砂仓，所述立式砂仓为倒圆锥形，所述立式砂仓的锥底开设有放砂口，所述放砂口连通放砂管路，其特征在于：所述立式砂仓的内壁上设有若干高压水管，所述高压水管沿所述内壁的周向均匀分布，所述高压水管沿所述内壁的母线设置，每根所述高压水管上分布设有若干第一喷咀，每个所述第一喷咀均与所述内壁的周向呈锐角设置，同一根高压水管上的相邻的两个第一喷咀沿水平方向交错设置，不同高压水管上的相同高度的第一喷咀沿水平方向同向设置；所述立式砂仓的下部设有放砂区，所述放砂区的外壁上还开设有若干风口，所述风口沿周向均匀分布于所述放砂区的外壁，所述风口连通风管，每根所述风管与所述外壁的母线呈钝角设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许文远，郭利杰，杨小聪，杨超，侯国权，李宗楠，史采星，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11