深锥浓密机底流节能输送系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及矿山充填中充填料浆制备领域，尤其涉及一种深锥浓密机底流节能输送系统及其使用方法。


背景技术：

2.深锥浓密机是目前矿山充填领域常用的尾砂浓密富集装置，选厂低浓度总尾进入深锥浓密机后，经絮凝沉降富集，形成下部高浓度砂浆，在浓密机底部有底流桶及排料口，底流通过管道输送至制备厂房内的搅拌装置，完成尾砂的供料。
3.深锥浓密机与制备厂房一般布置在同一标高上，制备厂房内的搅拌装置通常为一段立式强力搅拌槽或两段卧式搅拌机，为了保证搅拌设备内制备好的充填料浆能顺利流入充填钻孔或充填泵的进料斗，搅拌设备会架设在较高的平台上，以提供足够的高差。而深锥浓密机的底流桶坐落在地坪上，因而导致浓密机底流需要从较低的位置输送至处于相对较高位置的搅拌设备进料口，打开底流放砂口后，底流无法通过管道自流至处于较高位置的搅拌设备。通常的解决办法是设计适宜流量和扬程的渣浆泵，通过渣浆泵将浓密机底流泵送至搅拌设备来完成尾砂供料，渣浆泵的使用有效解决了浓密机底流的输送问题。
4.通过尾砂浆流动性试验及实际应用发现，浓密机底流由于浓度高，在静止状态下粘聚力较大，底流放砂阀打开后，底流砂浆无法在管道内顺利流动；而当底流砂浆在扰动状态下，其粘聚力迅速变小，加之浓密机与搅拌设备进料口的相对高差较大，浓密机耙架转动使得内部砂浆具有一定的流动性，当底流桶处砂浆开始流动，具有的势能可以维持管道内底流的输送。由于浓密机与搅拌设备存在的高度差，当管道内充满砂浆后，使砂浆自身的势能可以克服砂浆在管道中受到的沿程阻力，维持底流的自流输送。现有技术中，通常通过在管道输送上增设渣浆泵实现浓密机底流的输送，渣浆泵可使浓密机内的底流砂浆产生扰动，降低底流砂浆的粘聚力，并通过压力输送使底流砂浆充满管道。但是，持续对底流砂浆进行输送，底流砂浆会对渣浆泵产生磨损，可能会成为底流输送系统中的故障点。此外，上述输送过程中，渣浆泵的耗能大，增加了矿山充填过程中的成本。
5.现有技术中，公告号为cn 113513363 a的发明专利申请中公开了一种细粒级高浓度尾砂充填浓密装置，包括槽体部、风水造浆系统、底流输送系统、电控系统、絮凝剂制备及添加系统等，风水造浆系统包括环形水管组和环形气管组，环形水管组的各层的环形水管以及环形气管组的各层的环形气管位于不同高度位置且呈倒锥型分布，每层的环形水管及环形气管上均连接若干高压橡胶喷水(气)管、阀以及外置式水(风)造浆喷嘴；环形水管连接供排水总管，环形气管连接供排气总管。其中，上述槽体部的底部放浆口通过渣浆泵与矿浆输送管进行连接，使矿浆进入底流输送系统。上述技术方案中，整个底流输送过程均涉及到渣浆泵的使用，持续对底流砂浆进行输送，底流砂浆会对渣浆泵产生磨损，且输送过程的耗能大，增加了矿山充填过程中的成本。
6.有鉴于此，有必要设计一种改进的深锥浓密机底流节能输送系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种节能的深锥浓密机底流节能输送系统，以及该深锥浓密机底流节能输送系统的使用方法。
8.为实现上述发明目的，本发明提供了一种深锥浓密机底流节能输送系统包括深锥浓密机、搅拌装置以及将底流从所述深锥浓密机输送到所述搅拌装置的管道输送装置，所述管道输送装置与内部存储有控制管道输送流程的plc中控系统信号连接；
9.所述管道输送装置包括压力水供应系统、自流管道系统、泵送管道系统以及作为底流砂浆初始供能设备的渣浆泵；
10.所述压力水供应系统、所述自流管道系统以及所述泵送管道系统三者相互连通；
11.所述渣浆泵位于所述泵送管道系统的一侧，作为底流砂浆初始供能设备。
12.进一步地，所述泵送管道系统包括泵送支管、设置在所述泵送支管上的第四电动刀闸阀和第五电动刀闸阀。
13.进一步地，所述泵送支管包括沿底流砂浆流动方向的水平段和与底流砂浆流动方向垂直的竖直段，所述泵送支管的水平段和竖直段的交汇处设有所述渣浆泵。
14.进一步地，所述自流管道系统包括自流支管、设置在所述自流支管上的第二电动刀闸阀、自动排气阀以及第三电动刀闸阀，所述自流支管包括与底流砂浆流动方向平行的水平段和与底流砂浆流动方向垂直的竖直段。
15.进一步地，所述泵送支管的竖直端末端与所述自流支管的水平端末端汇合，一起延伸至所述搅拌设备的进料口。
16.进一步地，所述压力水供应系统的一端与管道输送系统连接，另一端与所述自流管道系统连接，所述压力水供应系统包括生产水水管、设置在所述生产水水管上的第一逆止阀、第一电动球阀、第二电动球阀以及第二逆止阀以及设置在所述第一电动球阀和所述第二电动球阀之间的生产水入口。
17.本发明还提供了深锥浓密机底流节能输送系统用于充填料浆的制备的使用方法，包括以下步骤：
18.s1，开机准备；
19.开启生产水供应系统的第一电动球阀，生产水通过第一逆止阀进入底流输送管，此过程中所述第一电动刀闸阀、第二电动刀闸阀以及第三电动刀闸阀保持关闭，第四电动刀闸阀和第五电动刀闸阀保持开启，使生产水经过泵送支管后流入搅拌设备；
20.s2，底流砂浆输送；
21.开启所述第一电动刀闸阀，并开启放砂口使深锥浓密机开始底流供砂，开启渣浆泵使管道中充满底流砂浆，并开始底流泵送；接着，使生产水进入自流支管241，利用生产水产生的压力将自流支管241中的空气排出，同时，关闭渣浆泵26，使底流砂浆的输送方式从泵送支管251输送切换至自流支管241输送，将底流砂浆从深锥浓密机10输送到搅拌装置30；
22.s3，关机；
23.当充填制备工作结束时，开启压力水供应系统内的第二电动球阀，关闭所述第一电动刀闸阀和所述第二电动刀闸阀，所述深锥浓密机停止出料，利用生产水的压力冲洗所述自流支管，直至所述搅拌设备进料口出现清水；当所述搅拌设备进料口出现清水时，关闭
所述压力水供应系统内的第二电动球阀、开启第一电动球阀，生产水通过所述第一逆止阀进入底流输送管道；然后，关闭所述第三电动刀闸阀，并开启第四电动刀闸阀、所述第五电动刀闸阀以及所述渣浆泵，对底流输送管路及所述泵送支管进行冲洗，直至所述搅拌设备的进料口出现清水；当所述搅拌设备的进料口出现清水时，关闭所述压力水供应系统内的所述第一电动球阀和所述渣浆泵，完成对底流输送管网的清洗工作。
24.进一步地，所述步骤s2包括以下步骤：
25.s21，泵送输送；
26.开启所述第一电动刀闸阀、所述渣浆泵，所述底流砂浆从所述放砂口流出，同时关闭所述第一电动球阀，停止向输送管道内供水；底流砂浆通过所述渣浆泵的加压输送，经所述泵送支管后，进入所述搅拌设备的进料口；然后，开启所述压力水供应系统的所述第二电动球阀，生产水通过所述第一逆止阀进入所述自流支管，生产水产生的压力使自流支管内的空气通过所述自动排气阀排出，所述自流支管内充满水；
27.s22，自流输送；
28.关闭所述渣浆泵、所述第四电动刀闸阀和所述第五电动刀闸阀，开启所述第二电动刀闸阀和所述第三电动刀闸阀，保持开启所述压力水供应系统内的所述第二电动球阀的开启；当底流供料流量稳定时，关闭所述压力水供应系统内的所述第二电动球阀，停止向所述自流支管供水；浓密机底流将通过所述自流支管持续向搅拌设备内供料。
29.进一步地，整个操作过程通过编程写入充填系统的plc中控系统进行控制。
30.进一步地，所述深锥浓密机的底部位于所述搅拌装置的进料口所在水平面的下方。
31.本发明的有益效果是：
32.本发明提供的深锥浓密机底流节能输送系统，充分利用深锥浓密机内底流砂浆自身的势能，当底流砂浆在渣浆泵的压力输送下充满管道后，通过阀门组的切换和压力水的供应，利用连通器原理使底流砂浆由泵送转换为自流输送，从而在正常供应底流砂浆的过程中停止使用渣浆泵，降低能耗，同时，底流砂浆不通过渣浆泵，可降低渣浆泵等易损件的磨损速度，延长设备的使用寿命；通过将管道输送装置与内部存储有控制管道输送流程的plc中控系统信号连接，可对管道输送系统中的阀门组、供水管网进行控制，自动化程度高且提升了充填料浆的制备质量和效率，减少了工人的劳动强度，有效避免了错误操作可能引发的堵管事故；通过阀门组的切换及压力水的供应实现底流砂浆从泵送支路切换至自流支路；自流支路充水排气后，连通器原理及浓密机砂浆自身的势能保证持续供料。
附图说明
33.图1为本发明的深锥浓密机底流节能输送系统的结构示意图；
34.图2为应用本发明的深锥浓密机底流节能输送系统制备充填料浆时，底流砂浆在泵送输送过程中的流动路径图；
35.图3为应用本发明的深锥浓密机底流节能输送系统制备充填料浆时，底流砂浆在自流输送过程中的流动路径图；
36.附图标记如下：
37.100、深锥浓密机底流节能输送系统；10、深锥浓密机；21、放砂口；22、第一电动刀
闸阀；23、压力水供应系统；231、压力水供应系统；232、第一电动球阀；233、第二电动球阀；234、第二逆止阀；235、生产水入口；24、自流管道系统；241、自流支管；242、第二电动刀闸阀；243、自动排气阀；244、第三电动刀闸阀；25、泵送管道系统；251、泵送支管；252、第四电动刀闸阀；253、第五电动刀闸阀；26、渣浆泵；30、搅拌设备。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
39.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
40.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
41.请参阅图1所示，本发明提供的深锥浓密机底流节能输送系统100，包括深锥浓密机10、搅拌装置30以及将底流砂浆从深锥浓密机10输送到搅拌装置30的管道输送装置。管道输送装置包括压力水供应系统23、自流管道系统24、泵送管道系统25以及作为底流砂浆初始供能设备的渣浆泵26，压力水供应系统23、自流管道系统24、泵送管道系统25三者相互连通。靠近深锥浓密机10的底部的管道上设有放砂口21，供底流砂浆流出。沿底流砂浆的流动方向上，设有靠近放砂口21的第一电动刀闸阀22，第一电动刀闸阀22之后的输送管道开始分支，一支进入竖直方向的压力水供应系统23，另一支仍沿底流砂浆的流动方向设置，并分支成自流管道系统24和泵送管道系统25，压力水供应系统23的末端与自流管道系统24的中端汇合。压力水供应系统23包括在竖直方向上与输送管道连接的生产水水管，水管上依次设置第一逆止阀231、第一电动球阀232、第二电动球阀233以及第二逆止阀234，第一电动球阀232和第二电动球阀233之间设有生产水入口235，第二逆止阀234末端的生产水水管进入自流管道系统24；自流管道系统24包括自流支管241、依次设置在自流支管241上的第二电动刀闸阀242、自动排气阀243以及第三电动刀闸阀244，自流支管241包括与底流砂浆流动方向平行的水平段和与底流砂浆流动方向垂直的竖直段；泵送管道系统25包括泵送支管251、依次设置在泵送支管251上的第四电动刀闸阀252和第五电动刀闸阀253，泵送支管251包括沿底流砂浆流动方向的水平段和与底流砂浆流动方向垂直的竖直段，泵送支管251的水平段和竖直段的交汇处设有渣浆泵26，用以给输送管道中的底流砂浆供能，使底流砂浆产生搅动，从而在输送管道内运动，泵送支管251的竖直端末端与自流支管241的水平端末端汇合，一起延伸至搅拌设备30的进料口。
42.本发明还提供了深锥浓密机底流节能输送系统100用于充填料浆的制备的使用方法，包括如下步骤：
43.s1，开机准备；
44.开启生产水供应系统的第一电动球阀232，生产水通过第一逆止阀231进入底流输送管，此过程中第一电动刀闸阀22、第二电动刀闸阀242以及第三电动刀闸阀244保持关闭，
第四电动刀闸阀252和第五电动刀闸阀253保持开启，使生产水经过泵送支管251后流入搅拌设备30。该过程的目的在于，对底流输送管路进行冲洗、润管以及清理管道内可能残存的尾砂；
45.s2，底流砂浆输送；
46.开启第一电动刀闸阀22，使深锥浓密机10开始底流供砂，开启渣浆泵26使管道中充满底流砂浆，并开始底流泵送；接着，使生产水进入自流支管241，利用生产水产生的压力将自流支管241中的空气排出，同时，关闭渣浆泵26，使底流砂浆的输送方式从泵送支管251输送切换至自流支管241输送，将底流砂浆从深锥浓密机10输送到搅拌装置30；
47.s21，泵送输送；
48.开启第一电动刀闸阀22、渣浆泵26，底流砂浆从放砂口21流出，同时关闭第一电动球阀232，停止向输送管道内供水；底流砂浆通过渣浆泵26的加压输送，经泵送支管251后，进入搅拌设备30的进料口；保持一段时间的泵送，使底流砂浆供料流量稳定，该过程中底流砂浆的流动路径如图2所示；
49.开启压力水供应系统23的第二电动球阀233，生产水通过第一逆止阀231进入自流支管241；生产水产生的压力使自流支管241内的空气通过自动排气阀243排出，自流支管241内充满水；
50.s22，自流输送；
51.关闭渣浆泵26、第四电动刀闸阀252和第五电动刀闸阀253，开启第二电动刀闸阀242和第三电动刀闸阀244，保持开启压力水供应系统23内的第二电动球阀233的开启，底流砂浆将因连通器原理及浓密机内砂浆自身的势能而保持向搅拌设备供料；当底流供料流量稳定时，关闭压力水供应系统23内的第二电动球阀233，停止向自流支管241供水；浓密机底流将通过自流支管241持续向搅拌设备内供料，该过程中底流砂浆的流动路径如图3所示；该过程中底流砂浆不再经过渣浆泵26，底流输送不再耗能，同时减少了对渣浆泵的磨损，达到了节能的目的；
52.s3，关机；
53.当充填制备工作结束时，开启压力水供应系统23内的第二电动球阀233，关闭第一电动刀闸阀22和第二电动刀闸阀242，浓密机停止出料，利用生产水的压力冲洗自流支管241，直至搅拌设备30进料口出现清水；当搅拌设备30进料口出现清水时，关闭压力水供应系统23内的第二电动球阀233、开启第一电动球阀232，生产水通过第一逆止阀231进入底流输送管道；然后，关闭第三电动刀闸阀244，并开启第四电动刀闸阀252、第五电动刀闸阀253以及渣浆泵26，对底流输送管路及泵送支管252进行冲洗，直至搅拌设备30的进料口出现清水；当搅拌设备30的进料口出现清水时，关闭压力水供应系统23内的第一电动球阀232和渣浆泵26，完成对底流输送管网的清洗工作。
54.上述整个过程中，电动阀门、渣浆泵26的开闭以及开机作业流程和关机流程可通过编程写入充填系统的plc中控系统进行控制，方便对底流砂浆的输送过程进行远程操作和自动控制，减少工人的劳动强度，提升效率，消除错误操作可能引发的堵管事故。
55.实施例1
56.内蒙某多金属矿采用分段凿岩阶段嗣后充填采矿法，单个采场空区体积大，要求单次充填量大。充填工艺为高效深锥浓密机处置尾砂后，形成高浓度底流砂浆，底流通过渣
浆泵泵送至布置在制备厂房二楼的立式强力搅拌槽，因矿山年充填量达150万m3，渣浆泵在生产过程中需满负荷运作，45kw的电机耗能较大，并且渣浆泵的易损件更换频繁，平均3个月需更换一次叶轮等配件，盘根等密封件更换频率更高，对生产的顺畅度造成了一定的影响。通过本发明，浓密机底流输送系统进行改造，设置了相应的自流支路，利用连通器原理，通过阀门组的切换及压力水的供应，使得渣浆泵在完成使管路充满底流砂浆后，利用浓密机内砂浆自身的势能持续供料，底流的输送不再通过渣浆泵。渣浆泵的易损件使用寿命较前述3个月延长至1.5年，密封件更换频率大大降低，同时节省了大量能耗。
57.实施例2
58.四川某铜矿采用全尾砂胶结充填的方式处理老空区，空区体积大，单次充填时间长。设计由深锥浓密机供应高浓度尾砂，需连续供砂至两段连续卧式搅拌机，搅拌机制备好的充填料浆自流进入充填泵后泵送至井下空区。矿山年处理老空区约40万m3，正常年回采充填空区体积20万m3，因而充填料浆的年制备量约60万m3，渣浆泵在充填作业时持续供砂，30kw的电机耗能较大，易损件平均6个月需更换一次叶轮等配件，盘根等密封件更换频率更高，对生产造成了一定的影响。通过本发明，浓密机底流输送系统进行改造，设置了相应的自流支路，利用连通器原理，通过阀门组的切换及压力水的供应，使得渣浆泵在完成使管路充满底流砂浆后，利用浓密机内砂浆自身的势能持续供料，底流的输送不再通过渣浆泵。渣浆泵的易损件消耗速度大大降低，节省了运营成本和大量能耗。
59.综上所述，本发明提供的深锥浓密机底流节能输送系统100，充分利用深锥浓密机内砂浆自身的势能，当底流砂浆在渣浆泵26的压力输送下充满管道后，通过阀门组的切换和压力水的供应，利用连通器原理使底流砂浆由泵送转换为自流输送，从而在正常供应底流砂浆的过程中停止使用渣浆泵26，降低能耗，同时，底流砂浆不通过渣浆泵，可降低渣浆泵等易损件的磨损速度，延长设备的使用寿命；通过plc中控系统对输送系统中的阀门组、供水管网进行控制，自动化程度高且提升了制备的充填料浆的制备质量和效率，减少了工人的劳动强度，有效避免了错误操作可能引发的堵管事故；通过阀门组的切换及压力水的供应实现底流砂浆泵送支路切换至自流支路；自流支路充水排气后，连通器原理及浓密机砂浆自身的势能保证持续供料。
60.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。