全尾砂充填系统实施方案资料.docx
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全尾砂充填系统实施方案资料
水泥—全尾砂膏体泵送试验试块强度（表2）
试块编号
膏体浓度（%）
坍落度
（cm）
灰砂比
试块容重
（g/cm3）
试块抗压强度（MPa）
3d
7d
28d
1
78.28
15.5
1:
8
2.03
0.58
0.60
0.59
0.59
1.02
1.14
1.16
1.11
4.02
4.06
3.60
3.89
2
77.20
20.5
1:
8
1.99
0.61
0.46
0.48
0.52
1.20
1.16
1.18
1.18
3.40
3.90
4.00
3.77
3
75.56
22.8
1:
8
1.97
0.44
0.44
0.44
0.44
0.82
0.82
0.84
0.83
2.90
2.56
3.08
2.85
4
75.91
21
1:
12
2.05
0.20
0.20
0.20
0.20
0.46
0.42
0.46
0.45
1.80
1.60
1.60
1.67
5
73.6
23
1:
12
1.97
0.19
0.19
0.18
0.19
0.38
0.38
0.42
0.39
1.28
0.92
1.48
1.23
6
71.49
24.5
1:
12
1.93
0.18
0.19
0.19
0.19
0.38
0.30
0.36
0.35
0.92
0.70
0.72
0.78
7
74.62
21
1:
12
2.01
0.18
0.18
0.18
0.18
0.36
0.36
0.39
0.37
0.96
1.06
0.96
0.99
8*
74.62
23.5
1:
12
2.02
0.18
0.18
0.18
0.18
0.39
0.46
0.38
0.41
1.00
0.96
1.00
0.99
*注:
8号配方添加木钙减水剂
全尾砂粒度分布
粒径（μm）
-5
-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（μm）
-50
-71
-100
-150
-200
-300
-400
-500
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=2.59μm
d50=45.49μm
d90=193.45μm
平均粒径d平均=76.80μm。
全尾砂胶结充填系统投资概算（不包括全尾砂脱水及运输）
一：
主要设备
⑴各渣浆泵及水泵3台套5.0万元
⑵前装机1台10.0万元
⑶BW600泥浆泵2台5.0万元衡阳探矿机械厂
⑷两段搅拌机1套32.5万元长沙矿山研究院
⑸双管螺旋给料机1台2.0万元芜湖起重运输设备厂
⑹单管螺旋上料机1台0.5万元
⑺散装水泥仓1台20.0万元
小计75万元
运杂费6%4.5万元
安装费10%7.5万元
合计87万元
二．主要仪器仪表
⑴电磁流量计2台4.0万元上海爱尔美特仪器公司K300DN125PD-M·CT300
⑵核密度计2台8.0万元
⑶涡街流量计1台0.7万元
⑷电动调节阀1台0.8万元
⑸重锤料位计1台1.5万元
⑹螺旋电子秤1台2.0万元
⑺变频调速器1台2.0万元
⑻功率传感器1台2.0万元研制
⑼显示仪表8台0.8万元
⑽调节器1台0.5万元
⑾工控系统1套10.0万元
⑿仪表盘、信号控制电缆等5.0万元
小计37.3万元
运杂费6%2.238万元
安装费10%3.73万元
合计43.268万元
三．土建工程
⑴全尾砂存储池10万元
⑵充填站厂房及基础30万元
⑶其他（外围场地及道路等）5万元
小计45万元
四．管道系统（包括充填钻孔、井下管网及站内管道等）40万元
五．供水、配电及辅助设施30万元
总计245.268万元
全尾砂脱水投资概算及运营成本
方案1—选厂陶瓷过滤机脱水、汽车运输
一．投资概算
18m2陶瓷过滤机一台90万元
皮带输送机一台1万元
自卸汽车5台50万元
前装机一台10万元
合计151万元
二．运营成本
脱水成本2元/t全尾砂
运输成本5元/t全尾砂
合计7元/全尾砂
方案2—老充填站陶瓷过滤机脱水、高压混凝土泵管道输送
一．投资概算
18m2陶瓷过滤机一台90万元
皮带输送机一台1万元
高压混凝土泵一台80万元
高压输送管道1200米20万元
合计191万元
二．运营成本
脱水成本2元/t全尾砂
输送成本2元/t全尾砂
合计4元/全尾砂
方案3—老充填站渣浆泵输送、新充填站陶瓷过滤机脱水
一．投资概算
18m2陶瓷过滤机一台及厂房100万元
皮带输送机一台1万元
输送管道800米10万元
合计111万元
二．运营成本
脱水成本2元/t全尾砂
输送成本2元/t全尾砂
合计4元/全尾砂
方案4—老充填站渣浆泵输送、新充填站自然脱水、压气造浆
一．投资概算
400m3立式沉降池2座60万元
输送管道800米10万元
空压机站20万元
合计90万元
二．运营成本
压气成本2元/t全尾砂
输送成本2元/t全尾砂
合计4元/全尾砂
方案5—选厂全尾砂渣浆泵输送、新充填站浓密—过滤两段脱水
一．投资概算
渣浆泵及输送管道（1200米）15万元
φ20米浓密池90万元
18m2陶瓷过滤机一台及厂房100万元
回水设施8万元
合计213万元
二．运营成本
过滤成本2元/t全尾砂
输送成本2元/t全尾砂
合计4元/全尾砂
自流输送试验情况
2003年4月23日至25日进行了管道自流输送试验，共完成六组试验，其中第一、二组水平管道长度7.23m，第三至第六组水平管道长度均为10.62m。
第六组充填料浆添加了减水剂，在同一浓度下料浆流动性显著提高。
各次试验简况表3所示。
由表3可以看出，当灰砂比1∶12时，对于充填倍线N=3.2的ZL1、ZL2试验组，76%的料浆输送浓度难于实现自流输送，而73.6%的浓度却可实现理想自流，由此可以了解管道自流输送对料浆输送浓度的变化十分敏感，对高浓度充填系统料浆输送浓度的控制提出了较高的要求。
充填倍线加大至N=4.2时，无论是否添加水泥，料浆重量浓度73.6%左右的ZL3、ZL4试验组的料浆流速极低，不能实现自流输送。
仅当浓度降低到71.5%或添加减水剂（实际重量浓度为74.62%，减水剂掺量为0.037%）后，才可实现较为理想的自流输送。
对比ZL1与ZL6两个试验组可知，添加减水剂可有效提高料浆的流动性，应通过进一步的试验，确定合理的减水剂掺量与合理的料浆输送浓度。
自流输送管道试验情况简表（表3）
编号
灰砂比
实测重量浓度（%）
平均坍落度（cm）
静止时竖管料柱高度（m）
备注
ZL1
1∶12
75.91
21.0
2.73
料浆流动缓慢
ZL2
1∶12
73.60
23.0
1.39
料浆在45秒内流完
ZL3
1∶12
73.67
23.0
水平管加长，料浆流动极慢
ZL4
1∶12
73.62
23.0
水平管加长，未添加水泥
ZL5
1∶12
71.49
24.5
2.46
料浆在35秒内流完
ZL6
1∶12
74.62
21.0/23.8
2.03
加减水剂坍落度增至23.8
自流输送管道试验数据成果表
（表4）
序号
浓度（%）
数据项
01
02
03
04
05
06
07
08
09
ZL1
75.91
Q
1.508
（5.43）
1.225
（4.41）
0.744
（2.67）
0.512
（1.84）
0.554
（1.99）
0.682
（2.46）
0.294
（1.06）
0.230
（0.83）
0.240
（0.86）
8V/D
7.865
6.389
3.880
2.670
2.889
3.557
1.533
1.199
1.252
τ
293.53
278.30
274.94
270.80
268.72
264.48
259.66
257.60
252.69
ZL2
73.60
Q
18.556
（66.80）
19.571
（70.46）
21.778
（78.40）
24.500
（88.20）
19.700
（70.92）
8V/D
96.773
102.066
113.576
127.772
102.739
τ
226.90
215.94
194.77
167.96
191.43
ZL4
73.62
Q
1.311
（4.72）
0.848
（3.05）
0.513
（1.85）
0.481
（1.73）
8V/D
6.838
4.422
2.675
2.508
τ
215.05
214.07
213.04
211.37
ZL5
71.49
Q
14.500
（52.2）
19.625
（70.65）
21.600
（77.76）
16.143
（58.11）
16.200
（58.32）
20.000
（72.00）
8V/D
75.620
102.348
112.648
84.189
84.486
104.303
τ
193.21
166.62
150.29
171.09
165.41
142.43
ZL6
74.62
Q
11.800
（42.48）
12.250
（44.10）
10.000
（36.00）
9.375
（33.75）
7.000
（25.20）
8V/D
61.541
63.888
52.153
48.894
36.507
τ
202.68
198.50
198.91
195.46
197.79
注：
1、表中数据项单位：
Q——m3/s×10-3（括号内数据单位为m3/hr）；
8V/D——s-1；τ——Pa。
2、ZL6组添加减水剂。
主要设备性能
10t抓斗：
额定起重量10t，跨度10.5m，起升高度18m，抓斗类型为中型双绳或四绳双颚平口式，其容积为3m3，起重物料容重1.0～1.7t/m3,自重4.8t，整机重量26.5t，总功率57.5kw，参考价格26.8万元，生产厂家为江苏常州矿山机械厂。
BW-600泥浆泵：
为三缸单作用活塞泵，其活塞行程为100mm，缸径105mm，活塞频率分四档，分别为135、83、55和44min-1，相应输送量为36、22.2、14和7.9m3/h，相应出口压力为1.5、2.0、3.0和3.0MPa，配套电机功率22kw，设备重量750kg，外形尺寸1450×830×850mm，参考价格2.45万元/台，生产厂家：
湖南衡阳探矿机械厂。
双管螺旋给料机：
选用型号为LE200×2500，其给料量8～20m3/h，螺旋转速28～70rpm，配套电机功率4kw，外形尺寸4873×1140×678，设备重量1.728t，参考价格19880元，生产厂家为安徽芜湖起重运输机器厂。
双卧轴搅拌机及高速搅拌机：
为高浓度全尾砂料浆二段搅拌配套设备。
双卧轴搅拌机型号为SJ03.00，生产能力为50～80m3/h，理论容积1.8m3，叶片转速46rpm，电机功率45kw，外形尺寸4736×2325×1095mm、整机重量7.85t。
高速搅拌机型号GJ503，生产能力50～80m3/h，转子转速980rpm，电机功率30kw，外形尺寸1733×600×890，整机重量750kg。
生产厂家：
长沙矿山研究院，参考价格32.5万元。
充填运营成本计算表
表11
成本构成
单位
单耗
单价
成本（元/m3）
备注
一、材料
1水泥
t/m3
（1:
4）0.31
260
（1:
4）80.6
（1:
8）0.18
（1:
8）46.8
（1:
12）0.12
（1:
12）31.2
2全尾砂
t/m3
（1:
4）1.25
（1:
8）1.41
（1:
12）1.44
4
（1:
4）5.0
（1:
8）5.64
（1:
12）5.76
2压气
m3/m3
0.5
0.5
0.25
3辅助材料
2.0
包括管道配件、油料等
小计
（1:
4）87.85
（1:
8）54.69
（1:
12）39.21
二、动力
电
度/m3
4.0
0.50
2.0
三、工资
及附加
工班/m3
50
5.0
四、设备
维修
3.0
合计
（1:
4）97.85
（1:
8）64.69
（1:
12）49.21
4.2试验材料选取方式
本次试验充填料浆均为高浓度全尾砂胶结充填料，所用材料主要为全尾砂与水泥。
图3管道自流输送试验装置示意图
全尾砂取样的关键是要具有代表性，同时粒度分布要均匀，浓度满足泵送试验及膏体制备要求。
根据现有充填系统运行现状，全尾砂取自浮选车间渣浆泵出口。
由于选厂全尾砂浓度一般为20%左右，所以必须在充填站外或选定的试验场地砌筑一个临时全尾砂沉降池，全尾砂在池中自然沉降脱水。
全尾砂最大自然沉降浓度可达71%左右，为了使全尾砂浓度进一步提高到72~74%，可采用在尾砂池中挖沟、掏窝等方式排水，使全尾砂中的水分进一步脱出。
全尾砂自然脱水到浓度72~74%后，为了使其粒度均匀，可在池中对其进行均化，以避免管道出口处粒度过粗而远离管道出口处粒度过细，对泵送试验结果造成不利影响。
全尾砂沉降池为临时设施，可用编制袋装填干分级尾砂，在平整的混凝土地面上堆坝，并在坝内铺设采条布隔水，基脚用沙袋压实以防跑浆。
全尾砂沉降池尺寸为长×宽×高=8.0×6.0×0.7m。
经多次取砂，可储存全尾砂浆10~12m3，全尾砂干量为14~17t，可满足管道试验用料要求。
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