充填系统是将充填料从制备、仓储、制浆到输送至充填区的各个环节或单元的总成。充填方法与充填料输送方法不同,充填系统的组成单元和功能不同。就应用普遍的水力输送而言,一般包括充填料制备、充填料仓储、料浆制备与计量控制、管路输送等4个模块。金属矿山和煤矿充填在充填系统设计上差别很大,主要原因是充填料的不同。 金属矿山主要充填尾矿砂。充填站设置料仓或堆场,采用振动放料形式,通过皮带传送至搅拌桶制浆。分级尾砂搅拌相对简单,全尾砂充填为避免细粒部分絮凝结团,需要采用强力活化搅拌技术。 煤矿充填目前使用的充填料主要是破碎煤矸石和粉煤灰。矸石充填料需要将煤矸石破碎至5mm以下粒径,并需保证均衡的含水率,所以充填系统要有破碎模块和相应的破碎前与破碎后室内堆场。纯粉煤灰充填因粉煤灰悬浮性好搅拌比较容易,高浓度的矸石充填可以采用类似混凝土搅拌的卧式搅拌槽,浓度较低的混合充填一般采用立式搅拌桶。 充填系统设计应遵循以下原则:(1)充填料要就近选择,充分利用工业废渣,保护环境,降低成本。(2)优先选择自流输送方式,降低基建投入与管理成本。(3)制浆能力与管道流量保持一致,设置必要的人工或自动控制措 施,尽可能做到满管输送。(4)仓储规模要保证正常生产,不能出现经常性断料。(5)必要的防潮防雨雪措施,避免胶固材料吸潮结块,矿山充填系统工艺流程设计,保持充填料稳定的含水率。(6)工艺流程与控制简单实用。(7)粉尘与噪声符合环保要求。
煤矿充填站目前使用的充填料主要是破碎煤矸石和粉煤灰。视当地充填资源情况和价格因素,辽宁充填,充填设备,全尾砂高浓度胶结充填站,或以矸石为主,或以粉煤灰为主,尾矿胶结充填站,或者两者混合,充填站,它们都属于干料制备。矸石充填料需要将煤矸石破碎至5mm以下粒径,并需保证均衡的含水率,所以充填系统要有破碎模块和相应的破碎前与破碎后室内堆场。选矿厂产生的尾矿,主要用来做井下充填(回填废弃作业区)。这样既解决了井下充填的材料问题,又减少了环境污染,同时还提高了尾矿库的服务年限。
膏体充填。就是以水泥做胶结材料的细尾砂作胶结材料进行充填,搅拌好浓度达到76-82%进行管道输送。做到不离析、泌水少、强度高、一般采用泵送法将浆体送到采空区。干式充填是一种用矿车、风力和机械将废石干充填料送到采空区,在采空区加水进行充填.水砂充填则是借助于水力通过自流式泵压的方法将河沙、尾砂充入采空区。
采空区高、面积大,采空区顶板离地表近,威胁到井下生产安全和地面公路运输安全。从充填费用、充填效率和安全角度等考虑,后决定设计从591中段跨过采空区顶板掘进一溜渣天井通地表,在掘进一短溜井连通采空区的顶板和主溜井。采用自卸式汽车运输露天废石渣场的废渣充填采空区,以改变采空区围岩的应力重新分布,达到采空区围岩受力平衡,防止采空区发生大塌方;经过充填17万m3废渣处理后,及时消除了安全隐患,大流量高浓度连续充填工艺的应用,地表未出现下沉和开裂现象,采空区未发生崩落垮塌现象;达到了预期目的,实现了后续井下的安全生产和地表公路运输安全