一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010268172.9

申请日:

2010.08.31

公开号:

CN101979837A

公开日:

2011.02.23

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E21F 15/00申请公布日:20110223|||实质审查的生效IPC(主分类):E21F 15/00申请日:20100831|||公开

IPC分类号:

E21F15/00

主分类号:

E21F15/00

申请人:

中国瑞林工程技术有限公司

发明人:

田昌进

地址:

330002 江西省南昌市八一大道1号

优先权:

专利代理机构:

南昌市平凡知识产权代理事务所 36122

代理人:

徐光熙

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内容摘要

一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法,先对全尾砂进行分级,变成分级尾砂和溢流尾砂,然后对分级尾砂进行加热,达到预期温度后,再与溢流尾砂混合,使混合充填料的温度达到20℃以上充入地下采空区,提高充填体的强度。它解决了在低温地区不能进行全尾砂充填或充填体达不到安全采矿的强度问题,节省了地表尾砂堆存,需建尾矿库产生的一系列费用,大大减少了对当地自然环境的污染,消除或减少尾矿库的安全隐患,还能提高采场充填体的强度,全尾砂充入地下采空区后,可以防止或减轻地表塌陷,使采矿作业环境更加安全,达到了保护环境的目的,产生很好的经济效益和社会效益。

权利要求书

1: 一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法, 其特征在于 : 先对全尾砂进行分 级, 变成分级尾砂和溢流尾砂, 然后对分级尾砂进行加热, 达到预期温度后, 再与溢流尾砂 混合, 使混合充填料的温度达到 20℃以上充入地下采空区, 提高充填体的强度。
2: 根据权利要求 1 所述的低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法, 其特征在于 : 对 分级尾砂进行加热时, 通过水管锅炉对水蒸气加热, 使产生的水蒸气具有一定压力, 由蒸汽 管和喷嘴通向分级尾砂仓, 该水蒸气可以取代活化砂浆用的压缩空气。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法, 其特征在于 : 对分级尾砂加热的系统包括给水泵 (1)、 燃气水管锅炉 (2)、 蒸汽管路 (3)、 引风机 (4)、 蒸汽 集管 (6)、 带单向阀的蒸汽喷嘴 (7), 水经给水泵 (1) 增压后通过燃气水管锅炉 (2) 加热变 成水蒸气, 水蒸汽通过蒸汽管路 (3)、 蒸汽集管 (6) 和带单向阀的蒸汽喷嘴 (7) 对分级尾砂 进行加热, 引风机 (4) 对燃气水管锅炉抽烟。

说明书


一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法

    技术领域 本发明属于井下采矿工程全尾砂充填技术领域, 涉及一种基于低温环境下提高全 尾砂充填体强度的方法。
     背景技术 近年来, 随着矿业方面一系列相关法律法规的出台, 节能减排成为矿业发展永恒 的主题。而选厂尾砂处理更是矿业发展中需要节能减排的一个重点。对选厂尾砂进行井下 全尾充填, 实现零排放, 将具有以下几点优势 : 可以减少地表尾砂库容积或不设尾矿库, 大 大减少对当地自然环境的污染, 消除或减少尾矿库的安全隐患, 减少对尾矿库的征地费、 维 护费、 污染费等, 全尾砂充入地下采空区后, 可以防止或减轻地表塌陷, 达到了保护环境的 目的。 但在低温环境下, 如一般在 10℃以下时进行全尾砂充填, 根据以前的实验数据及相关 资料, 充填体的强度要比 20℃以上时低 50%以上, 充填体的强度达不到采矿安全要求。于 是在既要保证充填料充分利用的情况下, 又要保证采矿安全, 使充填体的强度提高, 这之间 存在怎样提高充填体强度的问题。为此, 我们发明了一种基于低温环境下提高全尾砂充填 体强度的新方法。
     发明内容
     本发明的目的是提供一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法, 使充填体强 度满足采矿工艺规定的安全要求, 实现零排放, 克服以往在低温地区不能进行全尾砂充填 或充填体达不到安全采矿强度的缺点。
     一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法, 其特征在于 : 先对全尾砂进行分 级, 变成分级尾砂和溢流尾砂, 然后对分级尾砂进行加热, 达到预期温度后, 再与溢流尾砂 混合, 使混合充填料的温度达到 20℃以上充入地下采空区, 提高充填体的强度。 仅加热分级 尾砂而不是加热全尾砂可以节省能源, 提高效率 ; 利用分级尾砂的余热可以更方便的使粒 度更细的溢流尾砂温度提高。
     一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法, 其特征在于 : , 对分级尾砂进行 加热时, 通过水管锅炉对水蒸气加热, 使产生的水蒸气具有一定压力, 由蒸汽管和喷嘴通向 分级尾砂仓, 该水蒸气可以取代活化砂浆用的压缩空气, 水蒸气在砂仓中向温度较低的尾 砂和含在尾砂中的水先是放出汽化潜热, 凝结成饱和水, 然后再降温放热至高于设定温度 的某一温度, 此温度与分级尾砂对细粒级的配比及当时环境温度等因素有关, 由此放出的 热量与尾砂和原先含在尾砂中的水吸热相平衡, 即可使尾砂浆的温度上升。
     本发明方法具有如下优点 : 它解决了在低温地区不能进行全尾砂充填或充填体达 不到安全采矿的强度问题, 加热尾砂填充可以提高尾砂流速, 使强度提升。 节省了地表尾砂 堆存, 需建尾矿库产生的一系列费用, 大大减少了对当地自然环境的污染, 消除或减少尾矿 库的安全隐患, 减少了对尾矿库的征地费、 维护费、 污染费等, 还能提高采场充填体的强度, 全尾砂充入地下采空区后, 可以防止或减轻地表塌陷, 使采矿作业环境更加安全, 达到了保护环境的目的, 产生很好的经济效益和社会效益。 附图说明
     附图为本发明方法中分级尾砂加热系统示意图。具体实施方式
     下面详细说明本发明方法的实施例 :
     本发明方法优选实施方式为 : 先对全尾砂进行分级, 变成分级尾砂和溢流尾砂, 分 级尾砂浓度为 76%, 溢流尾砂浓度为 54%~ 70%, 然后根据现场环境温度等情况及经验进 行设备选型, 设计加热系统, 然后对分级尾砂充填料进行加热, 达到预期温度后, 再与溢流 尾砂混合, 使混合充填料的温度达到 21℃充入地下采空区, 提高充填体的强度。 为了用水蒸 气加热尾砂浆, 充填系统需设一台燃气水管锅炉 2。对分级尾砂加热的系统包括给水泵 1、 燃气水管锅炉 2、 蒸汽管路 3、 引风机 4、 蒸汽集管 6、 带单向阀的蒸汽喷嘴 7, 水经给水泵 1 增 压后通过燃气水管锅炉 2 加热变成水蒸气, 水蒸汽通过蒸汽管路 3、 蒸汽集管 6 和带单向阀 的蒸汽喷嘴 7 对分级尾砂进行加热, 引风机 4 对燃气水管锅炉抽烟。开始加热时, 通过燃气 水管锅炉 2 对水蒸气加热, 使产生的水蒸气通向分级尾砂仓 5, 通过蒸汽集管 6 和带单向阀 5 的喷嘴 7 以一定压力, 如 (4.9 ~ 5.2)×10 Pa。分级尾砂仓 5 内经水蒸气加热的尾砂可通 过放砂管 8 放出。该水蒸气可以取代活化砂浆用的压缩空气, 水蒸气在砂仓中向温度较低 的尾砂和含在尾砂中的水先是放出汽化潜热, 凝结成饱和水, 饱和水温为 151.9℃, 然后再 降温放热至高于设定温度 ( 例如 20℃ ) 的某一温度 ( 此温度与分级尾砂对细粒级的配比及 当时环境温度等因素有关 ), 由此放出的热量与尾砂和原先含在尾砂中的水吸热相平衡, 即 可使尾砂浆的温度上升。
     以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明, 不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说, 在 不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型, 而且性能或用途相同, 则应当 视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

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1、10申请公布号CN101979837A43申请公布日20110223CN101979837ACN101979837A21申请号201010268172922申请日20100831E21F15/0020060171申请人中国瑞林工程技术有限公司地址330002江西省南昌市八一大道1号72发明人田昌进74专利代理机构南昌市平凡知识产权代理事务所36122代理人徐光熙54发明名称一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法57摘要一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法,先对全尾砂进行分级,变成分级尾砂和溢流尾砂,然后对分级尾砂进行加热,达到预期温度后,再与溢流尾砂混合,使混合充填料的温度达到20以上充。

2、入地下采空区,提高充填体的强度。它解决了在低温地区不能进行全尾砂充填或充填体达不到安全采矿的强度问题,节省了地表尾砂堆存,需建尾矿库产生的一系列费用,大大减少了对当地自然环境的污染,消除或减少尾矿库的安全隐患,还能提高采场充填体的强度,全尾砂充入地下采空区后,可以防止或减轻地表塌陷,使采矿作业环境更加安全,达到了保护环境的目的,产生很好的经济效益和社会效益。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN101979842A1/1页21一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法,其特征在于先对全尾砂进行分级,变成分级尾砂和溢流尾砂,然后对分级尾砂。

3、进行加热,达到预期温度后,再与溢流尾砂混合,使混合充填料的温度达到20以上充入地下采空区,提高充填体的强度。2根据权利要求1所述的低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法,其特征在于对分级尾砂进行加热时,通过水管锅炉对水蒸气加热,使产生的水蒸气具有一定压力,由蒸汽管和喷嘴通向分级尾砂仓,该水蒸气可以取代活化砂浆用的压缩空气。3根据权利要求1或2所述的低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法,其特征在于对分级尾砂加热的系统包括给水泵1、燃气水管锅炉2、蒸汽管路3、引风机4、蒸汽集管6、带单向阀的蒸汽喷嘴7,水经给水泵1增压后通过燃气水管锅炉2加热变成水蒸气,水蒸汽通过蒸汽管路3、蒸汽集管6和带单向阀的蒸。

4、汽喷嘴7对分级尾砂进行加热,引风机4对燃气水管锅炉抽烟。权利要求书CN101979837ACN101979842A1/2页3一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法技术领域0001本发明属于井下采矿工程全尾砂充填技术领域,涉及一种基于低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法。背景技术0002近年来,随着矿业方面一系列相关法律法规的出台,节能减排成为矿业发展永恒的主题。而选厂尾砂处理更是矿业发展中需要节能减排的一个重点。对选厂尾砂进行井下全尾充填,实现零排放,将具有以下几点优势可以减少地表尾砂库容积或不设尾矿库,大大减少对当地自然环境的污染,消除或减少尾矿库的安全隐患,减少对尾矿库的征地费、维护费、。

5、污染费等,全尾砂充入地下采空区后,可以防止或减轻地表塌陷,达到了保护环境的目的。但在低温环境下,如一般在10以下时进行全尾砂充填,根据以前的实验数据及相关资料,充填体的强度要比20以上时低50以上,充填体的强度达不到采矿安全要求。于是在既要保证充填料充分利用的情况下,又要保证采矿安全,使充填体的强度提高,这之间存在怎样提高充填体强度的问题。为此,我们发明了一种基于低温环境下提高全尾砂充填体强度的新方法。发明内容0003本发明的目的是提供一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法,使充填体强度满足采矿工艺规定的安全要求,实现零排放,克服以往在低温地区不能进行全尾砂充填或充填体达不到安全采矿强度的缺。

6、点。0004一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法,其特征在于先对全尾砂进行分级,变成分级尾砂和溢流尾砂,然后对分级尾砂进行加热,达到预期温度后,再与溢流尾砂混合,使混合充填料的温度达到20以上充入地下采空区,提高充填体的强度。仅加热分级尾砂而不是加热全尾砂可以节省能源,提高效率;利用分级尾砂的余热可以更方便的使粒度更细的溢流尾砂温度提高。0005一种低温环境下提高全尾砂充填体强度的方法,其特征在于,对分级尾砂进行加热时,通过水管锅炉对水蒸气加热,使产生的水蒸气具有一定压力,由蒸汽管和喷嘴通向分级尾砂仓,该水蒸气可以取代活化砂浆用的压缩空气,水蒸气在砂仓中向温度较低的尾砂和含在尾砂中的水先是。

7、放出汽化潜热,凝结成饱和水,然后再降温放热至高于设定温度的某一温度,此温度与分级尾砂对细粒级的配比及当时环境温度等因素有关,由此放出的热量与尾砂和原先含在尾砂中的水吸热相平衡,即可使尾砂浆的温度上升。0006本发明方法具有如下优点它解决了在低温地区不能进行全尾砂充填或充填体达不到安全采矿的强度问题,加热尾砂填充可以提高尾砂流速,使强度提升。节省了地表尾砂堆存,需建尾矿库产生的一系列费用,大大减少了对当地自然环境的污染,消除或减少尾矿库的安全隐患,减少了对尾矿库的征地费、维护费、污染费等,还能提高采场充填体的强度,全尾砂充入地下采空区后,可以防止或减轻地表塌陷,使采矿作业环境更加安全,达到了保说。

8、明书CN101979837ACN101979842A2/2页4护环境的目的,产生很好的经济效益和社会效益。附图说明0007附图为本发明方法中分级尾砂加热系统示意图。具体实施方式0008下面详细说明本发明方法的实施例0009本发明方法优选实施方式为先对全尾砂进行分级,变成分级尾砂和溢流尾砂,分级尾砂浓度为76,溢流尾砂浓度为5470,然后根据现场环境温度等情况及经验进行设备选型,设计加热系统,然后对分级尾砂充填料进行加热,达到预期温度后,再与溢流尾砂混合,使混合充填料的温度达到21充入地下采空区,提高充填体的强度。为了用水蒸气加热尾砂浆,充填系统需设一台燃气水管锅炉2。对分级尾砂加热的系统包括给。

9、水泵1、燃气水管锅炉2、蒸汽管路3、引风机4、蒸汽集管6、带单向阀的蒸汽喷嘴7,水经给水泵1增压后通过燃气水管锅炉2加热变成水蒸气,水蒸汽通过蒸汽管路3、蒸汽集管6和带单向阀的蒸汽喷嘴7对分级尾砂进行加热,引风机4对燃气水管锅炉抽烟。开始加热时,通过燃气水管锅炉2对水蒸气加热,使产生的水蒸气通向分级尾砂仓5,通过蒸汽集管6和带单向阀的喷嘴7以一定压力,如4952105PA。分级尾砂仓5内经水蒸气加热的尾砂可通过放砂管8放出。该水蒸气可以取代活化砂浆用的压缩空气,水蒸气在砂仓中向温度较低的尾砂和含在尾砂中的水先是放出汽化潜热,凝结成饱和水,饱和水温为1519,然后再降温放热至高于设定温度例如20的某一温度此温度与分级尾砂对细粒级的配比及当时环境温度等因素有关,由此放出的热量与尾砂和原先含在尾砂中的水吸热相平衡,即可使尾砂浆的温度上升。0010以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。说明书CN101979837ACN101979842A1/1页5说明书附图CN101979837A。

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