膏体充填系统设计说明书资料

长沙市坪塘新星水泥厂生产的 425#普通硅酸盐水泥。
2.2 充填材料基本性能测定
2.2.1 全尾砂、分级尾砂与尾泥的物理性能测试
三种材料的比重、容重与孔隙率见表 1。
全尾砂、分级尾砂与尾泥物理性能测试结果表
表1
材料名称
比重（ g/cm3）
容重（ g/cm3）
孔隙率（ %）
全尾砂
3.1前言
南京铅锌银矿地处南京市郊栖霞山风景区， 经多次技术改造目前年产矿石量约
35 万吨，年产尾砂量约 10 万吨，矿山不具备尾砂外排及堆存条件。矿山原有充填
系统亦经多次改造后采取的工艺流程为：选厂尾砂经水力旋流器分级后，粗砂存储
于 1#立式砂仓用于采场筑坝，细粒级尾泥则存储于 2#立式砂仓中用于采场分层充
110～87 87～ 71 71～ 43
-43
17.00 5.58 6.42 26.33
61.67 67.25 73.67
100
5.17 1.33 2.00 79.17
17.50 18.83 20.83
100
2.2.3 全尾砂粒级组成由激光粒度测定仪测得粒径分布如表 3。
3
粒径（ μ m）
-5
全尾砂粒度分布 表 3
分计（ %）
5.31
10.03 11.72 11.27
5.21
5.07
2.60
1.81
累计（ %） 52.29
62.32 74.04 85.31 90.52 95.59 98.19
100
各分布粒径如下： d10=2.59 μm d50=45.49 μ m d90=193.45 μm
平均粒径 d 平均=76.80 μ m。 由粒度测定结果可知，全尾砂中 -20 μm 含量达到 33.34%，大于国内外通用的 -20 μ m含量不小于 15%的要求。 2.2.4 全尾砂化学成份测定
上的充填倍线较大，目前采用高扬程渣浆泵加压输送，其允许输送料浆最大重量浓
度较低。泵送设备技术性能的限制导致充填料浆输送浓度难于提高，低浓度充填料
浆进入空区后，必然出现分级、离析严重，强度发展慢等现象，同时加大了跑浆的
可能性；
③现有立式砂仓放砂性能不稳定，放出的尾泥与尾砂浓度较低且不均匀，难于
满足高浓度充填的技术要求；
全尾砂的化学成份参见表 4。
全尾砂化学成份分析结果表
表4
材料名称
SiO2
主要化学成份所占百分比（ %）
Al O 2 3
MgO
CaO
Fe2O3
全尾砂
26.79
1.72
2.15
20.15
15.11
2.2.5 全尾砂、分级尾砂与尾泥沉降试验 全尾砂、分级尾砂与尾泥沉降试验结果参见表 5。由表 5 可知：全尾砂、分级 尾砂与尾泥的最大沉降浓度分别为 71.01%、76.92%和 64.86%，其达到最大沉降浓度 所需的沉降时间分别为 6h、6h 和 24h。 南京铅锌银矿全尾砂与分级尾砂的比重较大，在沉降开始后的一段时间内，粗 重颗粒快速落淤，与此同时，较细颗粒亦缓慢下移，更细的颗粒则悬浮于沉降筒上 部，致使浆面与液面界限浑浊不清。在沉降开始后大约 20 分钟左右，粗颗粒即已基 本压缩沉降到相互紧密接触的状态，在以后的沉降过程中，其继续沉降量较小。对
细粒级尾泥料浆浓度为 62%左右，系统运行参数均可实现检测和调节， 2005 年 2 月
2
即可进行全尾砂膏体充填工业试验。
2．充填材料实验室试验结果 2.1 试验材料来源 室内试验用材料为南京铅锌银矿选矿厂排放的全尾砂、
充填站立式砂仓放出的
分级尾砂、尾泥仓放出的尾泥。为便于运输，所取样品经晾晒干燥。试验用水泥为
58%，胶结充填时采用的灰砂比为分层充填时约 1：6，胶面时为 1：4。
尽管矿山所采用的充填工艺可将尾砂全部充入井下，但从长远的角度来看，矿
山原有充填系统与充填工艺存在如下问题：
①由于尾泥中粒级过细，为保证其充入采场空区后凝结硬化，水泥耗量大，充
填成本高；
②由于充填料输送管路总长超过 2000m，尤其是地表充填搅拌站至 +14m水平以
-10
-15
-20
-25
-30
-36
-40
分计（ %） 16.43
7.57
4.76
4.58
4.07
3.44
3.78
2.35
累计（ %） 16.34 24.00 28.76 33.34 37.41 40.85 44.63 46.98
粒径（ μ m） -50
-71
-100
-150
-200
-300
-400 -500
④随着生产能力的提高，该充填系统制备输送能力难于满足生产要求。
为解决上述技术难题， 南京铅锌银矿与长沙矿山研究院合作进行了全尾砂膏体
充填新技术研究，先后进行了大量的实验室试验及半工业性试验，并在此基础上，
研究确定了全尾砂膏体充填料制备及输送工艺流程。 2004 年 4 月完成了系统施工设
计， 2004 年 5 月～ 2004 年 12 月完成了充填站的建设及井下充填管网优化， 2004 年 12 月 20 日进行了系统试运行，其结果表明，系统制备输送能力可达 80～90m3/h ，
南京铅锌银矿全尾砂膏体充填系统 设计说明书
长沙矿山研究院 南京栖霞山锌阳矿业公司
二○○四年十二月
目录
1．前言 2．充填材料实验室试验结果 2.1 试验材料来源 2.2 充填材料基本性能测定 2.3 试块抗压强度试验 2.4 试验结果及分析 3. 半工业试验及结果 3.1 全尾砂压气造浆试验 3.2 全尾砂陶瓷过滤机脱水试验 3.3 全尾砂膏体充填料环管泵送试验 3.4 全尾砂膏体充填料 L 型管道自流输送试验 3.5 膏体充填料试块强度测定 3.6 全尾砂浆充填钻孔及井下管道自流输送试验 3.7 半工业试验结果分析及小结 4． 充填系统设计方案选择 4.1 充填系统设计原则 4.2 充填系统方案初选 4.3 全尾砂脱水方式的选择 4.4 充填站址及膏体输送方式选择 5． 设计方案 5．1 全尾砂输送 5．2 充填制备站工艺流程 5．3 系统自动控制 5．4 充填钻孔及井下官网 5．5 平面布置 5．6 系统建设投资 6．充填运营成本 7. 系统设计参数 8．技术经济分析及结论
分级尾砂
3.16
尾泥
3.14
1.61 ——
49.05 ——
2.2.2
分级尾砂与尾泥粒级组成如表 2
分级尾砂与尾泥粒级组成如
表2
材料名称
分级尾砂
尾
泥
粒 径（ μm）
小计
小于某粒径的重量百分比（ %）
累计
小计
累计
+170
32.17
32.17
9.50
9.50
170～ 110
12.50
44.67
2.83
12.33
填。充填时用高压水对仓中尾砂进行造浆，然后放砂至立式搅拌桶。散装水泥仓中
水泥则经双管螺旋给料后由螺旋电子秤进行计量而输送至搅拌桶中。系统串联有两
个搅拌桶，尾砂及水泥经两个搅拌桶搅拌均匀后，用高扬程渣浆泵加压，然后通过
钢丝编织塑料管输送至采场进行充填。充填系统制备输送能力
45～55m3/h ，充填料
浆制备输送浓度为： 全尾砂料浆 65～68%，粗尾砂料浆 66～70%，细粒级尾泥为 55～