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山东重拓机械有限公司研发的充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。充填方法与充填料输送方法不同，充填系统的组成单元和功能不同。就应用*普遍的水力输送而言，一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。金属矿山和煤矿充填在充填系统设计上差别很大，主要原因是充填料的不同。
金属矿山主要充填尾矿砂。充填站设置料仓或堆场，采用振动放料形式，通过皮带传送至搅拌桶制浆。分级尾砂搅拌相对简单，全尾砂充填为避免细粒部分絮凝结团，需要采用强力活化搅拌技术。
煤矿充填目前使用的充填料主要是破碎煤矸石和粉煤灰。矸石充填料需要将煤矸石破碎至5mm以下粒径，并需保证均衡的含水率，所以充填系统要有破碎模块和相应的破碎前与破碎后室内堆场。纯粉煤灰充填因粉煤灰悬浮性好搅拌比较容易，高浓度的矸石充填可以采用类似混凝土搅拌的卧式搅拌槽，浓度较低的混合充填一般采用立式搅拌桶。
充填系统设计应遵循以下原则：
（1）充填料要就近选择，充分利用工业废渣，保护环境，降低成本。
（2）优先选择自流输送方式，降低基建投入与管理成本。
（3）制浆能力与管道流量保持一致，设置必要的人工或自动控制措 施，尽可能做到满管输送。
（4）仓储规模要保证正常生产，不能出现经常性断料。
（5）必要的防潮防雨雪措施，避免胶固材料吸潮结块，保持充填料稳定的含水率。
（6）工艺流程与控制简单实用。
（7）粉尘与噪声符合环保要求。
什么是矿井充填 是采用充填类采矿法矿山的一个主要生产工序。矿山充填是一个复杂的系统工程，涉及充填材料选择、充填混合料配比优化、充填料浆制备及输送、采场充填工艺、充填*等各个环节，每一个环节出现问题，都会造成严重后果，不仅破坏矿山正常生产，恶化矿山经济效益，造成资源浪费，而且可能产生重大安全事故，影响矿山可持续发展。
自流式系列矿井充填站 自流式主要用于采矿厂较远的区域，选矿后矿渣与水不用分离，直接用高压输送泵送人搅拌池搅拌，节约空间和生产工序水砂充填是将充填骨料加水制成质量浓度较低的砂浆，利用管道、泵阀等自流输送到稀浆搅拌机内添加粉料如（水泥、胶固粉等）充填料。在水砂充填中水仅仅作为输送物料的载体，充入采空区后，充填料留在采空区，水渗滤出去，沿巷道水沟流入水仓，通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。我们的水砂充填工艺采用全电脑控制，更加精确，矿浆采用在线浓密度计进行检测。根据密度含量添加粉料，使其更加坚固节约成本。 KDGF干式系列矿井充填站 我厂在2004年就致力生产矿山机械用矸石、尾矿矿粉、建筑废弃物等为目的干式充填工艺，废石干式充填法曾在煤矿、铁矿采空区矿井主要的采矿方法，有色金属地下开采矿山中该方法应用比例高达54.8%。干式充填是将掘进废石等干充填料利用运输设备运至待充填地点进行充填的工艺，因其*、生产能力大和劳动强度小，能满足“三强”（强采、强出、强充）采矿生产的需要。干式充填、水砂充填都属于非胶结充填范畴，由于非胶结充填体无自立能力，难以满足采矿工艺高回采率和低贫化需率的，胶结充填是将胶凝材料（一般为水泥）、骨料、水混合形成浓度较高的浆体，通过管道，自流或加压输送到待充填地点进行充填的工艺。充入采场的水泥砂浆经过一定时间养护后，成为固化体控制地压。在胶结充填中水是输送物料的载体，充入采空区后，除一部分参与水泥水化反应之外，多余的水分通过脱滤水设施渗滤出去，沿巷道水沟流入水仓，通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的。细泥排出地表
地下矿充填系统设计(design of filling system for underground mine)
将制备的充填料输送到地下采矿场和采空区进行充填的地下采矿工程设计。在地下采矿时，随着采矿作业的推进而出现的采空区，必须加以充填，以防止矿体顶板塌陷。充填系统的种类繁多。因充填材料不同，可分尾砂充填、山砂(河砂或海砂)充填、废石充填、碎石充填、戈壁集料充填、混合料充填和添加胶结剂的胶结充填等；依运搬方式，又可分为人力运搬充填、电耙充填、机械化(铲运机或卡车)充填、抛掷充填、风力充填、水力充填和各种形式的联合充填。主要设计内容包括：充填系统选择、充填材料选择、充填材料量及充填能力确定、充填料制备和输送等。
充填系统选择 中国金属矿山主要采用尾砂水力充填系统及其胶结充填系统。如凡口铅锌矿、金川有色金属公司各矿山、锡矿山锑矿、水口山矿务局柏坊铜矿、吉林镍业公司付家坞矿、红透山铜矿以及三山岛、焦家、新城等绝大多数金矿。其次是山砂水力充填和人力运搬的废石充填。风力充填、机械化充填和抛掷充填很少应用。主要原因是尾砂充填料来源充足，管道输送能力大，具有维护和管理简便和充填成本较低等优点。山砂水力充填适用于非胶结，没有尾砂或河沙可用的矿山，其缺点是水耗量大、管壁及管件磨损较严重，该系统在波兰的矿山应用较广泛，在中国会泽铅锌矿、锡矿山锑矿、湘潭锰矿使用较成功。废石充填在某些矿业发达、机械化水平较高的国家，同时有露天与地下开采的矿山，使用比较广泛，少量的废石充填矿山仍靠人力运搬。与水力充填相比，主要是粉尘浓度高、作业环境恶劣。往充填材料中掺加水泥等胶凝材料即形成相应的胶结充填系统，适用于开采有色金属的富矿体。
充填材料选择 可供选择的充填材料有：废石或专门开采的块石，选矿尾砂或自然堆积的细砂(风砂、河砂)，戈壁积料和破碎加工的山砂，冶炼炉渣和各种工业废料以及用水泥或其他活性材料制备的各种胶结充填料。设计中除考虑资源充足、具有一定强度、不泥化、价格低、不含有害和有毒物质外，还要结合回采工艺、材料制备、运输方式和经技术经济比较后确定，要优先考虑利用本矿的尾砂和掘进、剥离废石作充填料。尾砂用作回采采场或采空区充填料时，一般要求小于0.03mm的粒级不大于5％，渗透速度不小于8cm／h；用尾砂作胶结充填骨料时，分级界限可适当降低；充填孤立或严密隔离的采空区时，可采用全粒级尾砂作充填料。用水泥作胶结材料时，一般采用低标号的散装水泥，有条件的矿山可考虑掺入部分粉煤灰和生石灰等作代用品，以降低水泥用量。
充填材料量与充填能力确定 包括矿山日平均充填量和充填能力计算。
矿山日平均充填量 指矿山年充填时间内，平均每日应充填的体积，按下式计算：
Q0=(Qa/γ)(Z/T)
式中Q0为矿山平均日充填量，m3／d；Qa为充填法年采出矿石量，t／a；γ为矿石密度，t／m3；丁为矿山年工作日，d；Z为充采比，即每采出1m3矿石需向回采空区提供充填料的数量。一般情况，Z=0.85～0.90。为使充填系统留有余地，设计时一般取Z=1。
充填能力计算 指充填系统各种设施的综合能力，一般按式Q1=KQ0．=计算。式中Q1为平均日充填能力，m3／d；K为生产不均衡系数一般取2～3。考虑到采矿与充填各工序间的不均衡性以及充填料压缩、沉降、流失等因素。一般在充填系统简单或采空区充填时，取小值；在充填系统复杂、环节多、线路长和分层回采充填时，取大值；Q0为矿山平均日充填量，m3／d。
充填料制备 充填料在送入充填管道(或井巷)之前，与水和其他材料在搅拌容器中或混合沟内混合成砂浆(混凝土)的工艺过程。充填制备站一般应设在充填负荷中心，其高程通常以满足井下不加压输送为宜。水力充填时，班充填时间一般不小于5小时；胶结充填时，应尽可能采用连续作业。充填料制备站通常由料仓和分级、搅拌、计量以及辅助设施组成。尾砂水力充填通常采用半球底圆筒结构的立式砂仓和配有旋流器、搅拌筒等设施制备砂浆。山砂水力充填常采用储仓混合沟式注砂室，沟的坡度一般大于15。～20。，沟内衬砌*材料并设格筛和沉铁窝，以防杂物和大块料进入充填管道，造成堵塞事故。采用水力输送胶结充填料时，需增设胶结剂与尾矿(砂石)浆搅拌的混合系统，通常在制备站将胶结剂制成料浆经管道输送到井下采场前进行搅拌混合，或运送到采场中自然混合。采用块石混凝土胶结充填时，一般需在地面充填井口或井下回采充填区专设混凝土搅拌机。
充填料输送 充填料的输送主要是靠水力，通常，利用重力进行自流输送，常用管道长度L与充填料入口与出口之间的高差H之比的充填倍线N来表示，其计算式为N=L/H。N值常用以估算整个自流充填系统的服务范围。中国经验，对小于60mm碎石，N=5～8；小于5mm的河砂或细砂，N=8～12。当充填料的粒度越细，管路系统简单，弯头少，阻力小时，N值大，反之N值小。一般认为，N值的下限是可靠的，上限是可能的，超过此限时需通过试验和计算。采用碎石充填时，水砂体积比通常为1：1～1：3，*小流速为4m／s；用粒度小于5mm河砂充填时，*小流速为2.5m／s；用细砂或尾砂充填时，流速为2～2.5m／s。对于两相流体管道的水力坡度等各项参数，一般需通过试验求得，中小规模的矿山可用近似公式计算并参照类似矿山选取。主充填管需配备用管，且不可安设在提升井内。当矿体埋藏不深，充填量大，服务年限长时，需设计*充填管路井。一般在竖管底部与水平管联结处或在水平管的低处设置事故排砂阀门。当充填倍线大和采用膏体充填时，须用泵压输送充填料。膏体充填指用料浆浓度达75％～85％，呈牙膏状的充填料进行充填(普通充填料浓度为55％～65％)。其优点是水泥等胶结剂耗量少、强度大、充填水量小、井下污染少、环卫条件好、成本较一般充填料低，但一次投资大和试验要求较严格。干式充填的矿山，在充填量不大时，可用矿车运输。对于碎石胶结充填运距和高差不大的矿山，可用电耙倒运；对于无轨机械化开采的矿山可采用机械运送；当对充填体质量要求严格时，可采用抛掷机充填。
充填系统设计中的其他工作还有污水排除、计量仪表和通讯联络系统的选用等。
