專利名稱：具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種砂漿充填塔，具體地說(shuō)，是一種具有絮狀層解 裂功能的全尾礦砂漿充填塔。本發(fā)明還涉及與所述砂漿充填塔造漿噴嘴連接的 高壓水泵的壓力計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
全尾砂高濃度充填技術(shù)是利用尾礦處理采礦空區(qū)的關(guān)鍵技術(shù)， 該技術(shù)對(duì)減少采礦成本和對(duì)自然環(huán)境保護(hù)的改善有相當(dāng)大的作用。該技術(shù)是將 尾礦輸送到充填塔中，采用風(fēng)水聯(lián)動(dòng)的造漿工藝制造充填砂漿，通過(guò)管路將砂 漿運(yùn)輸?shù)骄碌V層達(dá)到充填采礦空區(qū)的目的。
在制造充填砂漿的過(guò)程中，尾砂中細(xì)粒級(jí)即400目以上的特細(xì)尾砂在砂倉(cāng) 中形成一種細(xì)粒級(jí)的絮狀膠體層，也即是所說(shuō)的"結(jié)餅現(xiàn)象"?，F(xiàn)有充填塔多采用 圓錐形倉(cāng)底，錐形體頂部設(shè)出料口，出料口上部設(shè)有一個(gè)成傘狀的破餅裝置， 該結(jié)構(gòu)是由槽鋼支架和設(shè)置在槽鋼上的圓錐形鋼板構(gòu)成。比如專利號(hào)為 2006201676949的中國(guó)使用新型"錐形底立式砂倉(cāng)"，就采用了這種"破餅裝置"。
由于細(xì)粒級(jí)尾砂形成的絮狀膠體層會(huì)完全覆蓋在該傘狀結(jié)構(gòu)的"圓錐形鋼 板"板面上而不能有效破解其整體性，絮狀膠體層在放砂口處形成有效阻擋，使 放砂工作不能持續(xù)高濃度進(jìn)行，連續(xù)造漿只能保持1.5小時(shí)左右，導(dǎo)致充填能力 低，充填倉(cāng)的風(fēng)水造漿頭損壞周期縮短，造漿濃度低，形成制約造漿工藝的"瓶 頸"，因此嚴(yán)重制約了采充平衡工作
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種具有絮狀層解裂功能
的全尾砂漿充填塔，并提供與所述砂漿充填塔造漿噴嘴連接的高壓水泵的壓力 計(jì)算方法，以及在放砂口處對(duì)絮狀膠體層實(shí)施有效解裂，以實(shí)現(xiàn)全尾高濃度持續(xù)充填，用以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，其特征在于安裝于充填 塔底部的造漿噴嘴通過(guò)管路和高壓水泵連接水源，通過(guò)所述高壓水泵將水通過(guò) 造漿噴嘴壓入充填塔，高壓水泵的壓力按下列公式計(jì)算
<formula>formula see original document page 5</formula>p-噴嘴所需水壓，Pa，
H-充填塔高，m,
Z-水源與造漿噴嘴的高差，m，
/V充填塔中沉淀砂的密度，kg/m3，
*=1.4~1.6，為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，
g=9.8N/kg，為常數(shù)；
在水源位置低于造漿噴嘴時(shí)適用式(i);
在水源位置高于造漿噴嘴時(shí)適用式(ii)，且要求H^Z。
一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，塔體包括圓柱狀主體部分 和半球形塔底部分，在塔底部分的圓形放砂口處設(shè)有放砂管，其特征在于在 放砂管上方的塔底部分內(nèi)壁上固定設(shè)置一個(gè)頂角為60度正三角錐體結(jié)構(gòu)的絮狀 層解裂裝置；該絮狀層解裂裝置由三條直線狀螺紋鋼條構(gòu)成；它們的頂端互相 焊接在一起，該頂點(diǎn)位于圓形放砂口的中心線上；它們的底端分別焊接在塔底 部分內(nèi)壁上，三個(gè)焊接點(diǎn)組成正三角形。
所述直線狀螺紋鋼條的長(zhǎng)度以及所述正三角形的邊長(zhǎng)均為80cm，螺紋鋼條 的直徑為32cm。
所述絮狀層解裂裝置的頂點(diǎn)低于造漿噴嘴所處的最低位置。
所述放砂管內(nèi)徑直徑為0.130 0.145m。
解裂裝置的角度，所用螺紋鋼的直徑及長(zhǎng)度，造漿噴嘴的水壓是本發(fā)明的 關(guān)鍵技術(shù)，以上參數(shù)都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，為了達(dá)到全尾高濃度充填的最佳效 果而設(shè)計(jì)的。其中，高壓水泵的壓力計(jì)算公式是經(jīng)過(guò)大量反復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn) 公式，按照該公式計(jì)算出的造高壓水泵的壓力進(jìn)行控制，漿噴嘴的輸出水壓值 與絮狀層解裂裝置技術(shù)相結(jié)合，對(duì)于有效解裂絮狀膠體層非常關(guān)鍵。
絮狀層解裂裝置的頂點(diǎn)低于造漿噴嘴所處的最低位置很重要，如果絮狀層 解裂裝置的頂點(diǎn)高于造漿噴嘴所處的最低位置，絮狀層解裂效果會(huì)在一定程度 上受到影響。
放砂管的內(nèi)徑是經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和反復(fù)計(jì)算得到的數(shù)值，實(shí)驗(yàn)和計(jì)算中考慮 了充填所需砂漿體積流量和砂漿臨界流速等參數(shù)。 本發(fā)明還具有以下特點(diǎn)
(1) 、采用半球形塔底，與錐形塔底相比較，塔底活化面積更大，且不易 結(jié)拱，保證了砂漿濃度的穩(wěn)定。
(2) 、在放砂口設(shè)置的絮狀層解裂裝置有效地破解了細(xì)粒級(jí)尾砂形成的絮 狀膠體層，使造漿濃度達(dá)到了73%以上，使全尾高濃度充填連續(xù)工作時(shí)間達(dá)到6 小時(shí)以上，較原來(lái)充填時(shí)間提高了三倍，檢修周期由原來(lái)的兩個(gè)月提高到七個(gè) 月，檢修周期延長(zhǎng)了2.5倍，每臺(tái)充填塔每年可節(jié)約直接成本費(fèi)用61720元(風(fēng) 動(dòng)造漿嘴220元/個(gè)*132個(gè)；水力造漿嘴180元/個(gè)*126個(gè))，并且進(jìn)一步提高了 充填能力，降低了充填維修的勞動(dòng)強(qiáng)度，為采充平衡提供了保證，使采充周期 由原來(lái)15天降低到10天，同時(shí)提高了充填質(zhì)量，降低了采場(chǎng)的二次損失和貧 化。
(3) 、絮狀層解裂裝置的材料采用螺紋鋼，對(duì)于采用全尾海水高濃度充填 技術(shù)，增強(qiáng)了裝置抗海水腐蝕的能力，提高了裝置的使用壽命。
(4) 、解裂裝置的高度低于造漿噴嘴的所處的位置，目的是使絮狀似膠體 先經(jīng)過(guò)壓力水的沖擊再經(jīng)過(guò)解裂裝置的解裂，實(shí)現(xiàn)了更有效的解裂。
(5) 、造衆(zhòng)噴嘴采用膠管封閉固定式噴嘴，解決了風(fēng)水壓力不穩(wěn)定的問(wèn)題， 達(dá)到了理想的造漿效果。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖^
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
如圖1所示，充填塔塔體包括圓柱狀主體部分1和半球形塔底部分2，在塔 底部分2的圓形放砂口處設(shè)有放砂管4。在放砂管4上方的塔底部分2內(nèi)壁上固 定設(shè)置一個(gè)頂角為60度正三角錐體結(jié)構(gòu)的絮狀層解裂裝置3。該絮狀層解裂裝 置3由三條直線狀螺紋鋼條構(gòu)成；它們的頂端互相焊接在一起，該頂點(diǎn)位于圓 形放砂口的中心線上；它們的底端分別焊接在塔底部分2內(nèi)壁上，三個(gè)焊接點(diǎn) 組成正三角形。所述直線狀螺紋鋼條的長(zhǎng)度以及所述正三角形的邊長(zhǎng)均為80cm， 螺紋鋼條的直徑為32cm。
在充填塔底部安裝有三條上下平行設(shè)置的造漿噴水管，在造漿噴水管上開(kāi)
設(shè)有造漿噴嘴5，造漿噴水管通過(guò)管路和高壓水泵連接水源，通過(guò)所述高壓水泵 將水通過(guò)造漿噴嘴壓入充填塔。所述造漿噴嘴5是膠管封閉固定式噴嘴。
所述絮狀層解裂裝置3的頂點(diǎn)低于造漿噴嘴5所處的最低位置。 所述放砂管4內(nèi)徑直徑為0.137m。 高壓水泵的壓力按下列公式計(jì)算 p = A:(H + Z)psg (i)
式(i)、 (ii)中
p-噴嘴所需水壓，Pa， H-充填塔高，m， Z-水源與造漿噴嘴的高差，m，
/V充填塔中沉淀砂的密度，kg/m3, *=1.4 1.6，為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， g=9.8N/kg，為常數(shù)； 在水源位置低于造漿噴嘴時(shí)適用式(i);
在水源位置高于造槳噴嘴時(shí)適用式(ii)，且要求H^Z。 充填塔高度按18m計(jì)，水源低于噴嘴髙差按5m計(jì)，沉砂密度按1600kg/m3
計(jì)，A=1.5，由上式得噴嘴壓力最少為0.54Mpa。
本發(fā)明實(shí)施例的充填塔高18m，內(nèi)徑直徑8米，放出11113砂漿需要噴出的
水量Qz為0.20 0.24m3，放砂管4內(nèi)徑直徑0.137m。
權(quán)利要求
1.一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，其特征在于安裝于充填塔底部的造漿噴嘴通過(guò)管路和高壓水泵連接水源，通過(guò)所述高壓水泵將水通過(guò)造漿噴嘴壓入充填塔，高壓水泵的壓力按下列公式計(jì)算p＝k(H+Z)ρsg (i)p＝k(H-Z)ρsg (ii)式(i)、(ii)中p-噴嘴所需水壓，Pa，H-充填塔高，m，Z-水源與造漿噴嘴的高差，m，ρs-充填塔中沉淀砂的密度，kg/m3，k＝1. 4～1.6，為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，g＝9. 8N/kg，為常數(shù)；在水源位置低于造漿噴嘴時(shí)適用式(i)；在水源位置高于造漿噴嘴時(shí)適用式(ii)，且要求H≥Z。
2、 一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，塔體包括圓柱狀主體部 分(1)和半球形塔底部分(2)，在塔底部分(2)的圓形放砂口處設(shè)有放砂管(4)，其特征在于在放砂管(4)上方的塔底部分(2)內(nèi)壁上固定設(shè)置一個(gè) 頂角為60度正三角錐體結(jié)構(gòu)的絮狀層解裂裝置(3);該絮狀層解裂裝置(3) 由三條直線狀螺紋鋼條構(gòu)成；它們的頂端互相焊接在一起，該頂點(diǎn)位于圓形放 砂口的中心線上；它們的底端分別焊接在塔底部分(2)內(nèi)壁上，三個(gè)焊接點(diǎn)組 成正三角形。
3、 如權(quán)利要求2所述具有絮狀層解裂功能的全尾砂漿充填塔，其特征在于 所述直線狀螺紋鋼條的長(zhǎng)度以及所述正三角形的邊長(zhǎng)均為80cm，螺紋鋼條的直 徑為32cm。
4、 如權(quán)利要求2所述具有絮狀層解裂功能的全尾砂漿充填塔，其特征在于: 所述絮狀層解裂裝置(3)的頂點(diǎn)低于造漿噴嘴(5)所處的最低位置。
5、 如權(quán)利要求2或3或4所述具有絮狀層解裂功能的全尾砂漿充填塔，其 特征在于所述放砂管(4)內(nèi)徑直徑為0.130 0.145m。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有絮狀層解裂功能的全尾礦砂漿充填塔，在放砂管(4)上方的塔底部分(2)內(nèi)壁上固定設(shè)置一個(gè)頂角為60度正三角錐體結(jié)構(gòu)的絮狀層解裂裝置(3)；該絮狀層解裂裝置(3)由三條直線狀螺紋鋼條構(gòu)成；它們的頂端互相焊接在一起，該頂點(diǎn)位于圓形放砂口的中心線上；它們的底端分別焊接在塔底部分(2)內(nèi)壁上，三個(gè)焊接點(diǎn)組成正三角形。在放砂口設(shè)置的絮狀層解裂裝置有效地破解了細(xì)粒級(jí)尾砂形成的絮狀膠體層，使造漿濃度達(dá)到了73％以上，使全尾高濃度充填連續(xù)工作時(shí)間達(dá)到6小時(shí)以上，較原來(lái)充填時(shí)間提高了三倍，檢修周期由原來(lái)的兩個(gè)月提高到七個(gè)月，檢修周期延長(zhǎng)了2.5倍。
文檔編號(hào)E21F15/00GK101372892SQ200810139350
公開(kāi)日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者欽 劉, 呂振國(guó), 威 李, 楊竹周, 成 王, 王建國(guó), 王樹(shù)海 申請(qǐng)人:山東黃金集團(tuán)有限公司三山島金礦