基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统

941 编辑：中冶有色技术网来源：中南大学

2024-01-11 15:25:53

权利要求书： 1.一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，包括：一阶平台高位供水系统、二阶平台尾砂浓缩脱水系统、三阶平台脱滤尾砂堆场和四阶平台充填料浆制备系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，所述的斜陡坡的坡度应比较均匀稳定，且坡度应控制在16?35°之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，所述的一阶平台应超高二阶平台5m以上，且在一阶平台上布置有高位水池和供排水管路，可向整个尾砂充填系统自流供水。

4.根据权利要求1所述的一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，所述的二阶平台应超高三阶平台5～10m，且在二阶平台上布置有浓密机和过滤机用于尾砂浓缩、脱水的设备设施；选厂产生的低浓度尾砂浆体经管道输送直接向浓密机顶部供料，浓密机浓缩后产生高浓度底流通过管道自流至过滤机内进行脱水。

5.根据权利要求1所述的一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，所述的三阶平台应超高四阶平台8～15m，二阶平台与三阶平台间挡土墙角度应在50?70°之间，且在三阶平台上建有尾砂堆棚，配有铲运机、卸料斗和皮带输送机；过滤机产生的脱滤尾砂靠自重溜放至三阶平台堆场内堆存，经铲车铲装、皮带计量后向四阶平台充填厂房供料。

6.根据权利要求1所述的一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，所述的四阶平台与厂区公路高度持平，且在四阶平台上建有充填厂房和充填地坑，配有水泥仓、搅拌桶；脱滤尾砂与水泥、水均匀搅拌后制备得理想的充填料浆，自流至钻孔地坑内，经管道输送充填采空区。

7.根据权利要求1所述的一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，所述的尾砂充填系统厂房布局应满足厂区自流供水、脱滤尾砂正向供料、充填料浆自流至钻孔的要求。

说明书：一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统技术领域[0001] 本实用新型涉及矿山尾砂充填技术领域，具体涉及一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统。

背景技术[0002] 随着“绿色矿山”建设进程的不断推进，有色金属地下矿山普遍开始建设尾砂充填站，采用尾砂充填治理采空区、消除采空区安全隐患，减少固体废弃物排放、保护地表环境。

[0003] 目前，矿山大多选择平坦场地（5°以下）或缓坡（5?15°）建设充填站，以减少平场工作量，但是矿山地表平缓工业场地普遍狭窄，不仅难以满足尾砂充填系统高达5000

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2

20000m的用地需求，需要大量挖填方工程量，而且仍需架高高位水池、浓密机等设备，下挖

溢流水池、钻孔地坑等工程，进而产生厂区用水向上泵送、脱滤尾砂反向供料、充填料浆低

压泵送至钻孔的情况，导致充填站建设投资大、运行能耗高、系统可靠性降低等问题。

[0004] 考虑到在坡度大于36°的急险坡上建设充填站，会存在护坡施工困难、安全风险高、支护难度大等问题，本实用新型提出了一种基于矿山斜陡坡（16?35°）地形的尾砂充填

系统。通过充分利用矿山山地斜陡坡地形，最大程度地减少下挖和架高施工、节约挖填方工

程量、避免反向输送供料，解决充填站选址困难、建设投资大、运行能耗高、系统可靠性低的

问题。

发明内容[0005] 为了解决矿山地表平缓工业场地狭窄、充填站选址困难、平场挖填方工程量大、反向供水输砂的技术问题，本实用新型提出了一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，具

有充填站选址容易、挖填方工程量少、系统投资小、运行能耗低、可靠性高的特点。

[0006] 为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，[0007] 一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，包括：一阶平台高位供水系统、二阶平台尾砂浓缩脱水系统、三阶平台脱滤尾砂堆场和四阶平台充填料浆制备系统。

[0008] 所述的斜陡坡的坡度应比较均匀稳定，且坡度应控制在16?35°之间，其中25°左右最佳。

[0009] 所述的一阶平台应超高二阶平台5m以上，且在平台上布置有高位水池和供排水管路，可向整个尾砂充填系统自流供水。

[0010] 所述的二阶平台应超高三阶平台5 10m，且在平台上布置有浓密机和过滤机等尾~

砂浓缩、脱水设备设施；选厂产生的低浓度尾砂浆体经管道输送直接向浓密机顶部供料，浓

密机浓缩后产生高浓度底流通过管道自流至过滤机内进行脱水。

[0011] 所述的三阶平台应超高四阶平台8 15m，二阶平台与三阶平台间挡土墙角度应在~

50?70°之间，且在平台上建有尾砂堆棚，配有铲运机、卸料斗、皮带输送机等设备设施；过滤

机产生的脱滤尾砂靠自重溜放至三阶平台堆场内堆存，经铲车铲装、皮带计量后向四阶平

台充填厂房供料。

[0012] 所述的四阶平台与厂区公路高度持平，且在平台上建有充填厂房和充填地坑，配有水泥仓、搅拌桶等设备设施；脱滤尾砂与水泥、水均匀搅拌后制备得理想的充填料浆，自

流至钻孔地坑内，经管道输送至采空区充填。

[0013] 所述的基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统厂房布局应满足厂区自流供水、脱滤尾砂正向供料、充填料浆自流至钻孔的要求。

[0014] 本实用新型的技术效果在于，充分利用矿山山地斜陡坡地形建造尾砂充填站，克服了矿山地表平缓工业场地普遍狭窄，充填站选址困难的问题，还可以最大程度地减少下

挖和架高工程施工、节约挖填方工程量。同时，通过利用斜陡坡地形优化厂房布局，可实现

厂区自流供水、脱滤尾砂正向供料、充填料浆自流至钻孔，有利于节约充填站投资、降低运

行能耗、提高系统可靠性。

附图说明[0015] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对

于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其

他的附图。

[0016] 图1是矿山斜陡坡挖填方工程及挡土墙布置示意图；[0017] 图2是斜陡坡多级平台上充填站建筑设备设施布局剖面图；[0018] 图3是斜陡坡多级平台上充填站建筑设备设施布局平面图。[0019] 图中：1?矿山斜陡坡；2?挖方工程；3?填方工程；4?一阶平台；5?二阶平台；6?三阶平台；7?四阶平台；8?一阶挡土墙；9?二阶挡土墙；10?三阶挡土墙；11?四阶挡土墙；12?五阶

挡土墙；13?高位水池；14?浓密机；15?脱水厂房；16?脱滤尾砂；17?尾砂堆场；18?充填厂房；

19?钻孔地坑；20?厂区公路；21?边坡。

具体实施方式[0020] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

[0021] 本实用新型的一种基于矿山斜陡坡地形的尾砂充填系统，其特征在于，包括：一阶平台高位供水系统、二阶平台尾砂浓缩脱水系统、三阶平台脱滤尾砂堆场和四阶平台充填

料浆制备系统。

[0022] 如图1所示，选择一均匀稳定的斜陡坡1，坡度应控制在16?35°之间，其中25°左右最佳。

[0023] 如图1和图3所示，自斜陡坡1底部施工盘山厂区公路20通至上部各级台阶；将一阶平台4、二阶平台5、三阶平台6的挖方工程2回填作为三阶平台6和四阶平台7的填方工程3；

施工一阶挡土墙8、二阶挡土墙9、三阶挡土墙10、四阶挡土墙11和五阶挡土墙12。

[0024] 如图2所示，在二阶平台5上建造尾砂脱水厂房15、三阶平台6上建造尾砂堆场17、四阶平台7上建造充填厂房18并施工钻孔地坑19；在一阶平台4上施工安装高位水池13、二

阶平台5上施工安装浓密机14和过滤机、四阶平台7上施工安装供料、搅拌及输送设备设施；

[0025] 如图2和图3所示，优化厂房布局，形成高位水池13从一阶平台4自流向下部平台供给生产和消防用水，低浓度尾砂自二阶平台5浓缩脱水后靠自重溜放至三阶平台6尾砂堆场

17堆存，脱滤尾砂16向下部四阶平台7充填厂房18供料，经均匀搅拌制浆后自流至钻孔地坑

19；

[0026] 如图3所示，进行截洪排水沟修筑、边坡21覆土复绿、辅助用房建造、动力配线及照明施工、仪器仪表安装、机械设备调试、自动化集成控制及充填系统联合试运行。

[0027] 以河南某金矿为例，矿区地处秦岭伏牛山深处，地表山地波澜起伏，可利用平缓工业场地狭小，充填站选址困难。下面采用本实用新型方法选择斜陡坡地形建造节能环保尾

砂充填站。

[0028] 首先，充填站选址：在矿区+974m海拔选择坡度稳定在25°左右的斜陡坡，顶部无急险坡和危岩体、底部不受开采扰动和断裂构造影响，交通运输方便、供水供电便利，工程地

质和水文地质条件简单，供砂回水线路短、管路布设方便；

[0029] 其次，站址三通一平和桩基挡土墙施工：施工坡度为15%的盘山厂区公路通至+980m一阶平台、+974m二阶平台、+964m三阶平台和+954m四阶平台。进行各阶台阶挖填方工

程施工，总挖填方量基本相等，架设供排水管、电缆至各级台阶，施工现场达到水通、电通、

道路通和场地平整条件；根据岩土工程勘察报告和各级台阶承载状况，进行充填站主要设

备设施和厂房桩基工程设计与施工；根据墙体形态和基底承载情况，分别进行一阶五阶挡

~

土墙工程设计与施工；

[0030] 然后，设备设施安装和厂房建造：在一阶平台上安装容积为200m3高位水池，二阶2

平台上施工安装一座直径为12m的高效浓密机、两台过滤面积为80m的陶瓷过滤机并建造

过滤厂房，三阶平台上建造容积为1350m3尾砂堆场，四阶平台上施工安装悬挂式振动给料

机、长度为16m皮带运输机、容积60t水泥仓、直径Φ2000mm搅拌桶等设备并建造充填厂房、

施工钻孔地坑；

[0031] 最后，公用及辅助设施施工：在主体设备设施安装及厂房建造完成后，进行截洪排水沟修筑、边坡覆土复绿、辅助用房建造、动力配线及照明施工、仪器仪表安装、机械设备调

试、自动化集成控制及充填系统联合试运行。

[0032] 经调试正常运行后，充填系统能力为60m3/h，生产和消防用水可从一阶平台自流向下部平台供给，低浓度尾砂浆体自二阶台阶浓缩脱水、三阶平台堆放储存、四阶平台搅拌

制浆后，可自流至钻孔地坑进入采空区，充填系统总投资仅1500万元，且运行运行能耗极

低。

[0033] 上例所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟

悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及

技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术

方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与

修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。