CN115263414A - 连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***及制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***及制备工艺。制备***包括给料及计量***和与给料及计量***出料口端连接的搅拌***；给料及计量***包括尾砂浆给料及计量***、胶结剂给料及计量***、水给料及计量***和碎石给料及计量***；尾砂浆给料及计量***包括依次连接的尾砂浆连续放料***、缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗；尾砂浆连续放料***将尾砂浆连续放入缓存及间断放料***，通过缓存及间断放料***的定量放料，将尾砂浆放入所述尾砂浆计量斗中，实现尾砂浆的精确计量。本发明在缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗的双重控制下，实现尾砂浆的精确计量；同时电动闸板阀磨损小，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及矿山充填技术领域，尤其涉及一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***及制备工艺。
背景技术
随着国家对采矿安全重视程度的提高，越来越多的矿山采用充填采矿法进行开采。充填采矿法是指随着回采工作面的推进，将尾砂、胶凝材料、碎石和水等共混制备成充填料浆，并将充填料浆充填在采空区，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，同时在形成的充填体上或在其保护下进行回采。
充填料浆的制备主要分为连续制备与静态计量制备两种制备工艺。连续制备工艺中，整个***一直处于动态过程，即浓密机连续动态放尾砂浆、胶凝材料动态给料、生产水动态加水，各物料以动态平衡的形式进入搅拌桶并制备成充填料浆，并采用自流或泵送的形式充填到井下。连续制备工艺，主要用于将湿尾砂制备成充填料浆，同时，尾砂浆与充填料浆边进边出，工作效率高，但是动态平衡过程中各物料的配比精确度较低，进而会影响充填料浆的品质，影响充填作业。静态计量制备工艺，主要是将各物料通过静态计量称重，严格控制配比，再采用间断制备的方式将各物料制备成充填料浆，并采用自流或泵送的形式充填到井下。静态计量制备工艺，主要用于将压滤尾砂制备成充填料浆。该过程中，需要将尾砂浆压滤得到压滤尾砂，不仅操作繁琐，而且目前采用压滤设备将尾砂浆进行压滤的成本远高于用浓密设备将尾砂浓密到高浓度料浆的成本。
为了得到精确配比的充填料浆，同时节约生产成本，提高工作效率，工作人员意识到可以将连续制备工艺与静态计量制备工艺相结合，直接将尾砂浆用于静态计量工艺，通过对尾砂浆进行精确计量，并采用静态计量间断制备的方式制备充填料浆。
目前将两种工艺结合的通常是直接将浓密机中的尾砂浆放入计量***进行称量，其制备过程为：开启控制浓密机的阀门，使其流到对应的计量料斗中，当计量料斗达到预设值时，通过计算机***控制浓密机的电动闸板阀的关闭，通过这种一开一关的方式实现尾砂浆的间断给料，再将料斗中的尾砂浆与其它骨料进行搅拌，从而制备成充填料浆。该过程中会出现如下问题：(1)虽然该工艺的精确度有所提高，但在电动闸板阀关闭过程中，无法实现瞬间关闭，往往会使过多的尾砂浆进入计量料斗，从而使尾砂浆的精确计量受到影响；(2)该过程需要频繁地开关电动闸板阀的阀门，通常2-3min开关一次，这种高频率开关阀门的方式会使电动闸板阀始终保持非常大的磨损状态(尾砂浆处于高流速和高压力状态)，从而缩短电动闸板阀的使用寿命，使其需要经常更换(长则一个月，短则一周左右)，不仅需要高额的维护费用，还会影响井下的生产任务。
有鉴于此，有必要设计一种改进的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***及制备工艺，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***及制备工艺，通过设置缓存及间断放料***，尾砂浆连续放料***将尾砂浆连续放入缓存及间断放料***，同时缓存及间断放料***定量向尾砂浆计量斗中放料，通过缓存及间断放料***的定量控制和尾砂浆计量斗的计量，在缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗的双重控制下，实现尾砂浆的精确计量；将电动闸板阀直接受浓密机的高压力、大流量冲击转换成了多区域、小体积、低压力、小流量的冲击，减少电动闸板阀的磨损，增加设备的使用寿命。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，包括给料及计量***和与所述给料及计量***出料口端连接的搅拌***；所述给料及计量***包括尾砂浆给料及计量***、胶结剂给料及计量***、水给料及计量***和碎石给料及计量***；所述尾砂浆给料及计量***包括依次连接的尾砂浆连续放料***、缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗；所述尾砂浆连续放料***将尾砂浆连续放入所述缓存及间断放料***，通过所述缓存及间断放料***的定量放料，将尾砂浆放入所述尾砂浆计量斗中，实现尾砂浆的精确计量。
作为本发明的进一步改进，所述连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***还包括第一自动控制***，所述第一自动控制***控制所述尾砂浆给料及计量***、所述胶结剂给料及计量***、所述水给料及计量***和所述碎石给料及计量***向所述搅拌***放料，并对各个给料及计量***的设定运行参数进行控制和调节；所述缓存及间断放料***包括主放料***和补给放料***；所述主放料***将定量的尾砂浆放入所述尾砂浆计量斗中，所述第一自动控制***控制所述尾砂浆计量斗对进入所述尾砂浆计量斗的尾砂浆质量进行计量，同时通过比较所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆与***预设值之间的偏差，从而调节所述第一自动控制***控制所述补给放料***的放料量。
作为本发明的进一步改进，所述主放料***包括缓存搅拌桶、可卸料式计量桶和第二自动控制***；所述缓存搅拌桶的进料口端与所述尾砂浆连续放料***的出料口端连接，出料口端与所述可卸料式计量桶连接；所述可卸料式计量桶的出料口端与所述尾砂浆计量斗的进料口端连接；所述第二自动控制***控制所述缓存搅拌桶向所述可卸料式计量桶中定量放料，同时控制所述可卸料式计量桶向所述尾砂浆计量斗中定量放料。
作为本发明的进一步改进，所述缓存搅拌桶的桶壁上从上到下依次设有第一传感器和第二传感器；所述可卸料式计量桶的桶壁上设有第三传感器；所述第二传感器和所述第三传感器位于同一水平面上；所述缓存搅拌桶和所述可卸料式计量桶之间的连接管上设有第二电动闸板阀和第一浓度计；所述尾砂浆连续放料***连续向所述缓存搅拌桶中放料，当所述缓存搅拌桶中的尾砂浆液面达到所述第一传感器所在平面时，所述第二自动控制***控制所述可卸料式计量桶的出料口关闭，同时控制所述第二电动闸板阀开启，所述缓存搅拌桶中的尾砂浆流入所述可卸料式计量桶，当所述缓存搅拌桶中的尾砂浆液面到达所述第二传感器所在平面时，且所述可卸料式计量桶中的尾砂浆液面达到所述第三传感器所在平面时，所述第二自动控制***控制所述第二电动闸板阀关闭，同时控制所述可卸料式计量桶出料口开启，向所述尾砂浆计量斗中定量放料。
作为本发明的进一步改进，所述补给放料***包括缓存副桶；所述缓存副桶进料口端与所述缓存搅拌桶出料口端连接，出料口端与所述尾砂浆计量斗进料口端连接；所述缓存副桶和所述尾砂浆计量斗之间的连接管上设有第三电动闸板阀；当所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆低于***预设值时，所述第一自动控制***控制所述第三电动闸板阀开启，向所述尾砂浆计量斗中放料，直到所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆达到***预设值。
作为本发明的进一步改进，所述缓存副桶和所述尾砂浆计量斗之间的连接管上还设第二流量计和第二浓度计，通过所述第二流量计、第二浓度计和所述尾砂浆计量斗的共同控制，使所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆达到***预设值，实现尾砂浆的精准计量。
作为本发明的进一步改进，所述尾砂浆连续放料***包括浓密机；所述浓密机的出料口与所述缓存搅拌桶的进料口连接，所述浓密机连续向所述缓存搅拌桶中放料；所述浓密机和所述缓存搅拌桶的连接管上设有第一电动闸板阀和用于计量尾砂浆的流量的第一流量计。
作为本发明的进一步改进，所述胶结剂给料及计量***包括胶结剂计量斗；所述水给料及计量***包括水计量斗；所述碎石给料及计量***包括碎石计量斗。
为实现上述发明目的，本发明还提供了一种一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备工艺，采用上述所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***进行，包括如下步骤：
S1.充填物料给料：
S11.通过所述尾砂浆给料及计量***向所述尾砂浆计量斗中给料，并通过所述尾砂浆计量斗对尾砂浆进行计量，直到所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆达到***预设值；
S12.通过所述胶结剂给料及计量***向所述胶结剂计量斗中给料，并通过所述胶结剂计量斗对胶结剂进行计量，直到所述胶结剂计量斗中的胶结剂达到***预设值；
S13.通过所述碎石给料及计量***向所述碎石计量斗中给料，并通过所述碎石计量斗对碎石进行计量，直到所述碎石计量斗中的碎石达到***预设值；
S14.通过所述水给料及计量***向所述水计量斗中给料，并通过所述水计量斗对碎石进行计量，直到所述水计量斗中的水达到***预设值；
S2.充填物料混合：
所述第一自动控制***控制所述尾砂浆计量斗、所述胶结剂计量斗、所述水计量斗和所述碎石计量斗向所述搅拌***中放料；所述搅拌***对各种充填物料进行搅拌混匀，以制备充填料浆。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S11具体为：所述尾砂浆连续放料***将尾砂浆连续放入所述主放料***中，接着所述主放料***将定量的尾砂浆放入所述尾砂浆计量斗中，若所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆处于***预设值的偏差范围时，所述第一自动控制***控制所述尾砂浆计量斗将尾砂浆放入所述搅拌***中；若所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆低于***预设值的偏差范围时，所述第一自动控制***控制所述补给放料***向所述尾砂浆计量斗中放料，直到所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆达到***预设范围，而后所述第一自动控制***控制所述尾砂浆计量斗将尾砂浆放入所述搅拌***中，同时所述第一自动控制***相应调节所述水计量斗的放料量；若所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆高于***预设值的偏差范围时，所述第一自动控制***相应调节其余充填物料的放料量，以制备充填料浆。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过设置缓存及间断放料***，尾砂浆连续放料***将尾砂浆连续放入缓存及间断放料***，该过程中，尾砂浆连续放料***一直处于工作状态，不需要开关相应的电动闸板阀，减少高流速和高压力下的尾砂浆对电动闸板阀的不断磨损，延长电动闸板阀的使用寿命。
尾砂浆存储在缓存及间断放料***中，缓存及间断放料***可以定量向尾砂浆计量斗中放料，通过缓存及间断放料***的定量控制和尾砂浆计量斗的计量，在缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗的双重控制下，实现尾砂浆的精确计量。另外，通过使用缓存及间断放料***，将电动闸板阀直接受浓密机的高压力、大流量冲击转换成了多区域、小体积、低压力、小流量的冲击，尽可能减少电动闸板阀的阻力，从而减少电动闸板阀的磨损，实现各个设备的稳定可靠，同时增加设备的使用寿命。
(2)本发明通过主放料***和补给放料***的协同作用，更精准地向尾砂浆计量斗放料。在利用主放料***放料时，在主放料***的定量控制和尾砂浆计量斗计量的双重控制下，实现尾砂浆的精确计量；在利用补给放料***放料时，通过浓度计对尾砂浆浓度的实时监测，同时结合流量计的定量控制，在流量计、浓度计和尾砂浆计量斗的共同控制，实现尾砂浆的精准计量。
该过程中，不仅比较尾砂浆的含量，同时比较尾砂浆中尾砂和水的含量，通过多种参数的比较，进一步控制尾砂浆的精准计量。同时，通过两个浓度计的设置，对各容器中尾砂浆的浓度进行更细致的检测，尾砂浆的精准计量的准确度更高。
附图说明
图1为本发明连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***的结构示意图。
图2为图1中尾砂浆给料及计量***的结构示意图。
附图标记
1-搅拌***；2-尾砂浆给料及计量***；3-胶结剂给料及计量***；4-水给料及计量***；5-碎石给料及计量***；21-尾砂浆连续放料***；22-尾砂浆计量斗；23-主放料***；24-补给放料***；31-胶结剂计量斗；32-螺旋给料机；41-水计量斗；42-水泵；51-碎石计量斗；52-皮带给料机；211-浓密机；212-第一电动闸板阀；213-第一流量计；214-第一手动闸板阀；231-缓存搅拌桶；232-可卸料式计量桶；233-第一传感器；234-第二传感器；235-第三传感器；236-第二电动闸板阀；237-第一浓度计；238-第二手动闸板阀；241-缓存副桶；242-第三电动闸板阀；243-第二流量计；244-第二浓度计；245-第三手动闸板阀。
具体实施方式
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。
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。
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。
请参阅图1和图2所示，本发明提供了一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，包括给料及计量***和与给料及计量***出料口端连接的搅拌***1。给料及计量***包括尾砂浆给料及计量***2、胶结剂给料及计量***3、水给料及计量***4和碎石给料及计量***5。尾砂浆给料及计量***2包括依次连接的尾砂浆连续放料***21、缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗22。如此设置，首先，尾砂浆连续放料***21将尾砂浆连续放入缓存及间断放料***，该过程中，尾砂浆连续放料***21一直处于工作状态，不需要开关相应的电动闸板阀，减少高流速和高压力下的尾砂浆对电动闸板阀的不断磨损，延长电动闸板阀的使用寿命；其次，尾砂浆存储在缓存及间断放料***中，缓存及间断放料***可以定量向尾砂浆计量斗22中放料，通过缓存及间断放料***的定量控制和尾砂浆计量斗22的计量，在缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗22的双重控制下，实现尾砂浆的精确计量。
该连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***还包括第一自动控制***，第一自动控制***控制尾砂浆给料及计量***2、胶结剂给料及计量***3、水给料及计量***4和碎石给料及计量***5定量向搅拌***1中放料，同时对各个给料及计量***的设定运行参数进行控制和调节，实时控制和调节各充填物料的给料量。
如图1所示，胶结剂给料及计量***3包括胶结剂计量斗31和用于向胶结剂计量斗31中给料(胶结剂)的螺旋给料机32。水给料及计量***4包括水计量斗41和用于向水计量斗41中给料(水)的水泵42。碎石给料及计量***5包括碎石计量斗51和用于向碎石计量斗51给料(碎石)的皮带给料机52。
如图2所示，尾砂浆连续放料***21包括浓密机211，浓密机211的出料口与缓存及间断放料***连接，浓密机211连续向缓存及间断放料***中放料。浓密机211和缓存及间断放料***的连接管上设有第一电动闸板阀212和第一流量计213，第一流量计213可以计量出单位时间内流入缓存及间断放料***中的尾砂浆的体积。
缓存及间断放料***包括主放料***23和补给放料***24；主放料***23和补给放料***24均能够实现向尾砂浆计量斗22中定量放料。主放料***23将定量的尾砂浆放入尾砂浆计量斗22中后，第一自动控制***控制尾砂浆计量斗22对进入其中的尾砂浆质量进行计量，同时第一自动控制***通过比较尾砂浆计量斗22计量出来的尾砂浆质量与***预设值的偏差，从而调节补给放料***24的放料量，实现尾砂浆的精确计量。
主放料***23包括缓存搅拌桶231、可卸料式计量桶232和第二自动控制***。缓存搅拌桶231的桶壁上从上到下设有两个出料口，缓存搅拌桶231的进料口端与尾砂浆连续放料***21连接，位于上部的出料口与可卸料式计量桶232连接，位于下部的出料口与补给放料***24连接；可卸料式计量桶232的出料口端与尾砂浆计量斗22进料口端连接；第二自动控制***控制缓存搅拌桶231向可卸料式计量桶232中定量放料，同时控制可卸料式计量桶232向尾砂浆计量斗22中定量放料。具体为：缓存搅拌桶231桶壁上从上到下依次设有第一传感器233和第二传感器234；可卸料式计量桶232上桶壁上设有第三传感器235；第二传感器234和第三传感器235位于同一水平面上。缓存搅拌桶231和可卸料式计量桶232之间的连接管上设有第二电动闸板阀236和第一浓度计237(用于测量流入可卸料式计量桶232中的尾砂浆的质量浓度，该浓度可以看做是从主放料***23流入尾砂浆计量斗22中的尾砂浆的质量浓度，即尾砂浆中尾砂的质量百分含量)。尾砂浆连续放料***21连续向缓存搅拌桶231中放料，当缓存搅拌桶231中的尾砂浆液面达到第一传感器233所在平面时，第二自动控制***控制可卸料式计量桶232的出料口关闭，同时控制第二电动闸板阀236开启，缓存搅拌桶231中的尾砂浆流入可卸料式计量桶232，当缓存搅拌桶231中的尾砂浆液面到达第二传感器234所在平面时，根据连通器原理，此时可卸料式计量桶232中的尾砂浆液面达到第三传感器235所在平面(因为第二传感器234和第三传感器235位于同一水平面上，且缓存搅拌桶231中第一传感器233所在平面和第二传感器234所在平面之间的体积略小于可卸料式计量桶232中第三传感器235所在平面到其底部的体积)，所述第二自动控制***控制第二电动闸板阀236关闭，同时控制可卸料式计量桶232出料口开启，向尾砂浆计量斗22中定量放料。
补给放料***24包括缓存副桶241；缓存副桶241的进料口端与缓存搅拌桶231出料口端连接(缓存搅拌桶231和缓存副桶241中均设有用于对尾砂浆进行搅拌的搅拌***，防止尾砂浆分层)，缓存副桶241的出料口端与尾砂浆计量斗22进料口端连接(缓存搅拌桶231、可卸料式计量桶232、缓存副桶241和尾砂浆计量斗22之间的连接管均为钢管，优选为16Mn钢管)。如图2所示，缓存副桶241的体积小于缓存搅拌桶231的体积，且缓存副桶241的最高平面低于缓存搅拌桶231中第二传感器234所在平面，根据连通器原理，因此缓存副桶241中通常是充满尾砂浆的状态，从而不会影响缓存搅拌桶231向可卸料式计量桶232的定量放料。缓存副桶241和尾砂浆计量斗22之间的连接管上设有第三电动闸板阀242、第二流量计243和第二浓度计244(用于测量从缓存副桶241流入尾砂浆计量斗22中的尾砂浆的质量浓度，即尾砂浆中尾砂的质量百分含量)。第一自动控制***控制比较尾砂浆计量斗22计量出来的尾砂浆(由主放料***23放入的尾砂浆)质量与***预设值的偏差，进而调节补给放料***24的放料量，实现尾砂浆的精确计量。
如表1所示，第一自动控制***中能显示如下参数，
表1第一自动控制***中显示的参数
其中：尾砂浆由尾砂和水组成；尾砂浆中尾砂的***预设值mw是指***预设的尾砂浆中的尾砂质量；尾砂浆中水的***预设值ms是指***预设的尾砂浆中的水质量；尾砂浆计量斗22中的尾砂浆仅是指由主放料***23放入的尾砂浆；尾砂浆计量斗22中尾砂浆的测量值mc直接由尾砂浆计量斗22计量得到；尾砂浆计量斗22中的尾砂浆中尾砂的实际值m1和尾砂浆计量斗22中的尾砂浆中水的实际值m2根据第一浓度计237计算得到。
第一自动控制***对主放料***23和补给放料***24的调节具体为：
(1)当测量值mc与***预设值mz的偏差在***允许的范围内时，补给放料***24不工作。
(2)当测量值mc与***预设值mz的偏差不在***允许的范围内，此时比较实际值m1和***预设值mw，当实际值m1与***预设值mw的偏差在***允许的范围内，补给放料***24也不工作。
(3)当测量值mc与***预设值mz的偏差不在***允许的范围内，且实际值m1与***预设值mw的偏差也不在***允许的范围内，此时分两种情况：
a)实际值m1低于***预设值mw，此时第一自动控制***控制补给放料***24向尾砂浆计量斗22中放料，直至实际值m1与***预设值mw在***允许的范围内，同时调控水的给料量(通过控制水计量斗41实现)。
b)实际值m1高于***预设值mw，此时第一自动控制***会自动对其余的物料的给料量进行调节。
该过程中，通过第二流量计243的体积流量和尾砂浆计量斗22的计量，进行双重控制，使尾砂浆计量斗22中的尾砂浆达到***预设范围，实现尾砂浆的精准计量。
在一些实施例中，也可以不设第二浓度计244，由于缓存搅拌桶231和缓存副桶241中的尾砂浆一直处于被搅拌的状态，可以近似认为从缓存副桶241流入尾砂浆计量斗22中的尾砂浆的质量浓度与从主放料***23流入尾砂浆计量斗22中的尾砂浆的质量浓度相同。
在一些实施例中，第一电动闸板阀212的上游设有第一手动闸板阀214，第二电动闸板阀236上游设有第二手动闸板阀238，第三电动闸板阀242上游设有第三手动闸板阀245。如此设置，手动闸板阀的存在可以配合电动闸板阀，正常情况下，通过电动闸板阀控制工作，手动闸板阀长期处于打开状态，当电动闸板阀出故障时，将手动闸板阀关闭，便于对电动闸板阀进行维修和更换。
第一自动控制***和第二自动控制***控制的各部件的连接关系为：各部件分别通过连接线与控制箱连接，进而通过控制箱与自动控制***连接，以实现自动控制。设置自动控制***是为了方便操作，在不设自动控制***的情况下，可以通过工作人员对相应部件的控制，实现尾砂浆的精确计量。
本发明还提供了一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备工艺，采用上述所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***进行，包括如下步骤：
S1.充填物料给料：
S11.通过尾砂浆给料及计量***2向尾砂浆计量斗22中给料，并通过尾砂浆计量斗22对尾砂浆进行计量，直到尾砂浆计量斗22中的尾砂浆达到***预设范围。
S12.通过螺旋给料机32向胶结剂计量斗31中给料，并通过胶结剂计量斗31对胶结剂进行计量，直到胶结剂计量斗31中的胶结剂达到***预设范围。
S13.通过皮带给料机52向碎石计量斗51中给料，并通过碎石计量斗51对碎石进行计量，直到碎石计量斗51中的碎石达到***预设范围。
S14.通过水泵42向水计量斗41中给料，并通过水计量斗41对碎石进行计量，直到水计量斗41中的水达到***预设范围。(各种充填物料的给料可以同时进行)
S2.充填物料混合：
第一自动控制***控制尾砂浆计量斗22、胶结剂计量斗31、水计量斗41和碎石计量斗51向搅拌***1中放入预设比例的充填物料；搅拌***1对各种充填物料进行搅拌混匀，以制备充填料浆。
下面以某矿山充填为例进行说明。
采用本发明的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***进行连续放料与静态计量结合的充填料浆制备工艺。该连续放料与静态计量结合的充填料浆制备工艺包括如下步骤：(充填料浆由尾砂浆、胶结剂、碎石和水组成；且尾砂浆、胶结剂、碎石和水的比例是***预设好的，其中，尾砂浆的***预设值包括尾砂浆的质量mz、尾砂浆中尾砂的质量mw和水的质量ms。)
S1.充填物料给料：
S11.开启第一手动闸板阀214、第一电动闸板阀212、第二手动闸板阀238和第三手动闸板阀245(手动闸板阀全程处于开启状态)，关闭第二电动闸板阀236和第三电动闸板阀242，浓密机211中的尾砂浆通过连接管不断流入缓存搅拌桶231中，并将缓存副桶241充满。
随着尾砂浆的不断流入，缓存搅拌桶231中的尾砂浆液面不断上升，直到上升至第一传感器233所在平面。此时第二自动控制***开始工作，第二自动控制***先监测可卸料式计量桶232底部的卸料口是否关闭，若没有关闭，则先关闭可卸料式计量桶232底部的卸料口；然后第二自动控制***控制第二电动闸板阀236开启，缓存搅拌桶231中的尾砂浆流入可卸料式计量桶232，当缓存搅拌桶231中的尾砂浆液面到达第二传感器234所在平面时，刚好可卸料式计量桶232中的尾砂浆液面达到第三传感器235所在平面。此时，第二自动控制***控制第二电动闸板阀236关闭，同时控制可卸料式计量桶232底部的卸料口开启，尾砂浆从可卸料式计量桶232流入尾砂浆计量斗22中。此时，尾砂浆计量斗22对进入的尾砂浆进行质量测定。
(1)当尾砂浆计量斗22中尾砂浆的测量值mc与尾砂浆的***预设值mz的偏差在***允许的范围内时，第一自动控制***控制尾砂浆计量斗22将尾砂浆放入搅拌***1中。
(2)当尾砂浆计量斗22中尾砂浆的测量值mc与尾砂浆的***预设值mz的偏差不在***允许的范围内时，此时第一自动控制***会比较尾砂浆计量斗22中的尾砂浆中尾砂的实际值m1和尾砂的***预设值mw，若实际值m1和尾砂的***预设范围mw的偏差在***允许的范围内时，此时可粗略认为尾砂浆满足计量要求，第一自动控制***也会控制尾砂浆计量斗22将尾砂浆放入搅拌***1中。这种情况下还需要比较水的***预设值ms与尾砂浆计量斗22中水的实际值m2，根据两者的偏差扣除或增加相应的水(通过调节水计量斗41实现)。
这些比较和调节过程均是通过计算机实现的，在计算机中提前输入计算公式，计算公式具体为：
已知：缓存搅拌桶231中第一传感器233所在平面和第二传感器234所在平面之间的体积为V1(固定值)、第一流量计213测得的单位时间流过的体积为Q1、可卸料式计量桶232中尾砂浆从底部装至第三传感器235所在平面所用时间为S1(可调整值)、第一浓度计237测得的尾砂浆中尾砂的质量百分含量为C1、尾砂的比重为△1(固定值)；
则：可卸料式计量桶232中尾砂浆的体积V＝V1+Q1×S1，即为主放料***23向尾砂浆计量斗22中放入的尾砂浆的体积；
尾砂浆计量斗22中尾砂浆的比重
这部分尾砂浆中尾砂的实际值
这部分尾砂浆中水的实际值
(3)当尾砂浆计量斗22中尾砂浆的测量值mc与***预设值mz的偏差不在***允许的范围内，且尾砂浆计量斗22中尾砂的实际值m1与***预设值mw的偏差也不在***允许的范围内，此时分两种情况：
若实际值m1低于***预设值mw，则说明尾砂浆计量斗22中的尾砂浆中尾砂的含量不足，此时，第一自动控制***控制第三电动闸板阀242开启，缓存副桶241中的尾砂浆进入尾砂浆计量斗22中，直至实际值m1与***预设值mw在***允许的范围内，第一自动控制***控制第三电动闸板阀242关闭，同时控制尾砂浆计量斗22将尾砂浆放入搅拌***1中。此时还需要比较水的***预设范围ms与尾砂浆计量斗22中水的实际值m3(由主放料***23和补给放料***24共同放入尾砂浆计量斗22中的水)，根据两者的偏差扣除或增加相应的水(通过调节水计量斗41实现)。
这些比较和调节过程均是通过计算机实现的，在计算机中提前输入计算公式，计算公式具体为：
已知：第二流量计243测得的单位时间流过的尾砂浆的体积为Q2、第二浓度计244测得的缓存副桶241中尾砂浆中尾砂的质量百分含量为C2；
则砂浆计量斗22中还需要的尾砂为mw-m1；
缓存副桶241中尾砂浆的比重
Q2体积的尾砂浆中尾砂含量为△3×Q2×C2；
第三电动闸板阀242的开启时间
S2时间内流入尾砂浆计量斗22中水的质量为△3×Q2×S2×(1-C2)；
尾砂浆计量斗22中水的总质量(由主放料***23和补给放料***24共同放入尾砂浆计量斗22中的水)
若实际值m1高于***预设值mw，则说明尾砂浆计量斗22中的尾砂浆中尾砂的含量过高，此时，第一自动控制***调节胶结剂计量斗31、水计量斗41和碎石计量斗51的预设值，使其重新达到预设比例。
(第一自动控制***的比较和调控过程均自动实现的)
S12.开启螺旋给料机32的开关，向胶结剂计量斗31中给料，并通过胶结剂计量斗31对胶结剂进行计量，直到胶结剂计量斗31中的胶结剂达到***预设值，第一自动控制***控制胶结剂计量斗31将胶结剂放入搅拌***1中。
S13.开启皮带给料机52的开关，向碎石计量斗51中给料，并通过碎石计量斗51对碎石进行计量，直到碎石计量斗51中的碎石达到***预设值，第一自动控制***控制碎石计量斗51将碎石放入搅拌***1中。
S14.开启水泵42，向水计量斗41中给料，并通过水计量斗41对碎石进行计量，直到水计量斗41中的水达到***预设值，第一自动控制***控制水计量斗41将水放入搅拌***1中。(各种充填物料的给料可以同时进行，其它充填物料的添加，直接采用传统的静态计量方法)
S2.充填物料混合：
第一自动控制***控制尾砂浆计量斗22、胶结剂计量斗31、水计量斗41和碎石计量斗51向搅拌***1中放入预设比例的充填物料；搅拌***1对各种充填物料进行搅拌混匀，以制备充填料浆。将制备得到的充填料浆采用自流或泵送的形式充填到井下。
综上所述，本发明提供了一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***及制备工艺，通过设置缓存及间断放料***，尾砂浆连续放料***将尾砂浆连续放入缓存及间断放料***，同时缓存及间断放料***定量向尾砂浆计量斗中放料，通过缓存及间断放料***的定量控制和尾砂浆计量斗的计量，在缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗的双重控制下，实现尾砂浆的精确计量；将电动闸板阀直接受浓密机的高压力、大流量冲击转换成了多区域、小体积、低压力、小流量的冲击，减少电动闸板阀的磨损，增加设备的使用寿命。
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。
Claims (10)
1.一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，其特征在于：包括给料及计量***和与所述给料及计量***出料口端连接的搅拌***；所述给料及计量***包括尾砂浆给料及计量***、胶结剂给料及计量***、水给料及计量***和碎石给料及计量***；所述尾砂浆给料及计量***包括依次连接的尾砂浆连续放料***、缓存及间断放料***和尾砂浆计量斗；所述尾砂浆连续放料***将尾砂浆连续放入所述缓存及间断放料***，通过所述缓存及间断放料***的定量放料，将尾砂浆放入所述尾砂浆计量斗中，实现尾砂浆的精确计量。
2.根据权利要求1所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，其特征在于：所述连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***还包括第一自动控制***，所述第一自动控制***控制所述尾砂浆给料及计量***、所述胶结剂给料及计量***、所述水给料及计量***和所述碎石给料及计量***向所述搅拌***放料，并对各个给料及计量***的设定运行参数进行控制和调节；所述缓存及间断放料***包括主放料***和补给放料***；所述主放料***将定量的尾砂浆放入所述尾砂浆计量斗中，所述第一自动控制***控制所述尾砂浆计量斗对进入所述尾砂浆计量斗的尾砂浆质量进行计量，同时通过比较所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆与***预设值之间的偏差，从而调节所述补给放料***的放料量。
3.根据权利要求2所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，其特征在于：所述主放料***包括缓存搅拌桶、可卸料式计量桶和第二自动控制***；所述缓存搅拌桶的进料口端与所述尾砂浆连续放料***的出料口端连接，出料口端与所述可卸料式计量桶连接；所述可卸料式计量桶的出料口端与所述尾砂浆计量斗的进料口端连接；所述第二自动控制***控制所述缓存搅拌桶向所述可卸料式计量桶中定量放料，同时控制所述可卸料式计量桶向所述尾砂浆计量斗中定量放料。
4.根据权利要求3所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，其特征在于：所述缓存搅拌桶桶壁上从上到下依次设有第一传感器和第二传感器；所述可卸料式计量桶桶壁上设有第三传感器；所述第二传感器和所述第三传感器位于同一水平面上；所述缓存搅拌桶和所述可卸料式计量桶之间的连接管上设有第二电动闸板阀和第一浓度计；所述尾砂浆连续放料***连续向所述缓存搅拌桶中放料，当所述缓存搅拌桶中的尾砂浆液面达到所述第一传感器所在平面时，所述第二自动控制***控制所述可卸料式计量桶的出料口关闭，同时控制所述第二电动闸板阀开启，所述缓存搅拌桶中的尾砂浆流入所述可卸料式计量桶，当所述缓存搅拌桶中的尾砂浆液面到达所述第二传感器所在平面时，且所述可卸料式计量桶中的尾砂浆液面达到所述第三传感器所在平面时，所述第二自动控制***控制所述第二电动闸板阀关闭，同时控制所述可卸料式计量桶出料口开启，向所述尾砂浆计量斗中定量放料。
5.根据权利要求3所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，其特征在于：所述补给放料***包括缓存副桶；所述缓存副桶进料口端与所述缓存搅拌桶的出料口端连接，出料口端与所述尾砂浆计量斗的进料口端连接；所述缓存副桶和所述尾砂浆计量斗之间的连接管上设有第三电动闸板阀；当所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆低于***预设值时，所述第一自动控制***控制所述第三电动闸板阀开启，向所述尾砂浆计量斗中放料，直到所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆达到***预设值。
6.根据权利要求5所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，其特征在于：所述缓存副桶和所述尾砂浆计量斗之间的连接管上还设第二流量计和第二浓度计，通过所述第二流量计、第二浓度计和所述尾砂浆计量斗的共同控制，使所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆达到***预设值，实现尾砂浆的精准计量。
7.根据权利要求1所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，其特征在于：所述尾砂浆连续放料***包括浓密机；所述浓密机的出料口与所述缓存搅拌桶的进料口连接，所述浓密机连续向所述缓存搅拌桶中放料；所述浓密机和所述缓存搅拌桶的连接管上设有第一电动闸板阀和用于计量尾砂浆流量的第一流量计。
8.根据权利要求2所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***，其特征在于：所述胶结剂给料及计量***包括胶结剂计量斗；所述水给料及计量***包括水计量斗；所述碎石给料及计量***包括碎石计量斗。
9.一种连续放料与静态计量结合的充填料浆制备工艺，其特征在于：采用权利要求8所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备***进行，包括如下步骤：
S1.充填物料给料：
S11.通过所述尾砂浆给料及计量***向所述尾砂浆计量斗中给料，并通过所述尾砂浆计量斗对尾砂浆进行计量，直到所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆达到***预设值；
S12.通过所述胶结剂给料及计量***向所述胶结剂计量斗中给料，并通过所述胶结剂计量斗对胶结剂进行计量，直到所述胶结剂计量斗中的胶结剂达到***预设值；
S13.通过所述碎石给料及计量***向所述碎石计量斗中给料，并通过所述碎石计量斗对碎石进行计量，直到所述碎石计量斗中的碎石达到***预设值；
S14.通过所述水给料及计量***向所述水计量斗中给料，并通过所述水计量斗对碎石进行计量，直到所述水计量斗中的水达到***预设值；
S2.充填物料混合：
所述第一自动控制***控制所述尾砂浆计量斗、所述胶结剂计量斗、所述水计量斗和所述碎石计量斗向所述搅拌***中放料；所述搅拌***对各种充填物料进行搅拌混匀，以制备充填料浆。
10.根据权利要求9所述的连续放料与静态计量结合的充填料浆制备工艺，其特征在于：所述步骤S11具体为：所述尾砂浆连续放料***将尾砂浆连续放入所述主放料***中，接着所述主放料***将定量的尾砂浆放入所述尾砂浆计量斗中，若所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆处于***预设值的偏差范围时，所述第一自动控制***控制所述尾砂浆计量斗将尾砂浆放入所述搅拌***中；若所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆低于***预设值的偏差范围时，所述第一自动控制***控制所述补给放料***向所述尾砂浆计量斗中放料，直到所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆达到***预设范围，而后所述第一自动控制***控制所述尾砂浆计量斗将尾砂浆放入所述搅拌***中，同时所述第一自动控制***相应调节所述水计量斗的放料量；若所述尾砂浆计量斗中的尾砂浆高于***预设值的偏差范围时，所述第一自动控制***相应调节其余充填物料的放料量，使各充填物料重新达到预设比例，以制备充填料浆。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117075568A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-17 | 绵阳沃思测控技术有限公司 | 一种基于连续监测的配料控制*** |
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2022
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117075568A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-17 | 绵阳沃思测控技术有限公司 | 一种基于连续监测的配料控制*** |
| CN117075568B (zh) * | 2023-10-18 | 2024-01-05 | 绵阳沃思测控技术有限公司 | 一种基于连续监测的配料控制*** |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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