[发明专利]矿山井下充填系统

说明书

技术领域

本发明涉及矿山井下对采空区的充填作业，特别涉及一种矿山井下充填系统。

背景技术

目前，矿山开采作业中，地下资源的开采不断破坏地下原有物质组成形态、地下水流场、原岩应力场等平衡，并形成地下采空区。当开采作业的过程未超出设定的控制范围时，其作业过程是安全的；当开采作业的过程失控，超出设定的控制范围时，将会发生诸如冒顶、突水、地表塌陷、泥石流或地表水涌入井下、大规模地压活动等矿山安全事故。这些安全事故的发生均与采空区的存在具有密切的联系。如果在开采作业中对采空区进行高质量的充填，上述安全事故即可得到有效的防控，因此，大多数矿山在矿石开采过程中随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区。

矿山根据矿体形态变化复杂程度、矿体厚度、矿体生成角度、矿石围岩稳定情况和矿藏开采时所要求的损失率等情况，可以采用以下两种充填方式充填采空区。一、采用矿车或其他机械输送干充填料（如废矿、砂石、混凝土等）充填采空区的干式充填法；二、运用水力沿管道输送选厂尾砂、冶炼厂炉渣、碎石等充填采空区的水力充填法。

目前采用选矿厂尾砂对井下采空区进行充填时，通常采用水力充填法，将体积浓度为20-60%尾矿直接输送到充填区，方法简单、效率高，但将造成如下不利影响：1、由于尾砂粒度很小，充入采空区的尾矿需要很长的时间沉淀和干枯才能承受一定的压力，而后续矿石需要在充填区能承受一定压力的条件下才能继续进行开采，因此阻碍了后续矿石的开采。2、尾砂充填过程中大量细小的尾砂随水流流入井下水仓，造成井下水仓淤积，破坏矿山井下排水系统。3、大量尾矿中的水随尾矿流入井下水仓，加大了井下排水量，消耗大量的电力。

采用干式充填法能避免上述缺点，但目前的干式充填法一般采用矿车或其他机械从地面输送干充填料充填采空区，与水力充填法相比，运输效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用尾矿浆经过脱水后通过气力输送直接充填的矿山井下充填系统。

本发明提供的这种矿山井下充填系统，包括矿浆输送管道、过滤机、进料仓、旋转给料器、喷射器、风机、充填管道。过滤机连接于矿浆输送管道的出口端，对矿浆脱水产生干尾砂，进料仓位于所述过滤机的出口端下方，用于储存所述过滤机脱水后的干尾砂；进料仓的出口端连接旋转给料器，旋转给料器的出口端连接喷射器；旋转给料器将进料仓内的干尾砂连续均匀地输送给所述喷射器；所述喷射器有进料口、进风口、出料口三个相通的接口，其中进料口与所述旋转给料器的出口端连接，进风口与所述风机连接，出料口与所述充填管道连接，从风机输入的气体作为动力将喷射器腔体中的干尾砂通过充填管道输送至充填区。     

所述进料仓包括圆筒，圆筒的下端连接渐缩的圆锥斗。

所述旋转给料器包括与所述进料仓垂直布置的圆柱形的壳体，其轴向中心线与所述进料仓的轴向中心线共面，壳体的圆周面中部上端有与所述圆锥斗连通的干尾砂进口、下端有与所述喷射器连通的干尾砂出口，干尾砂进口为渐缩的喇叭口，干尾砂出口为直筒口；壳体内有可旋转的叶轮，叶轮的中心轴两端固定于壳体上，中心轴的轴向中心线与壳体的轴向中心线重合。

所述喷射器包括喷腔，所述进料口、进风口、出料口分别位于喷腔的上端、左端和右端；喷腔内的进风口处有喷嘴，进料口位于进风口的后上方，与进风口的夹角为锐角，喷嘴的末端位于进料口的底部，出料口与进风口、喷嘴共轴向中心线，为渐扩的喇叭口。

所述旋转给料器与所述进料仓、喷射器之间，所述喷射器与所述风机、充填管道之间分别通过法兰盘连接。

本发明先利用过滤机将含水的尾矿浆脱水生成干尾砂，干尾砂经进料仓储存后利用自身的重力下降冲击旋转给料器，使旋转给料器匀速转动给喷射器供料，同时风机送风提供充填动力来吹送喷射器中的干尾砂经充填管道至充填区，可以不间断的进行充填工作。整个系统配置简单，除了常规设备过滤机和风机，不再需要其它外部设备，具有低成本、高效率的优势。克服了现有技术利用水利充填需要大量的电力来抽干尾矿浆带来的井下水和充填后需要等待期的缺陷，同时也克服了现有技术干式充填利用矿车或其他机械从地面输送干充填料来充填采空区效率低下的缺陷。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中旋转给料器的放大结构示意图。

图3为图1中喷射器的放大结构示意图。

具体实施方式