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大紅山鐵礦深部Ⅰ號銅礦帶充填生產(chǎn)實(shí)踐問題探討

860   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:玉溪大紅山礦業(yè)有限公司  
2023-02-22 14:14:18
1 礦床簡況

大紅山Ⅰ號銅礦帶深部礦床屬于玉溪大紅山礦業(yè)有限公司地下采礦部分。Ⅰ號銅礦帶礦體呈緩傾斜、傾斜產(chǎn)出,礦體傾角在12°~55°之間,平均傾角35.7°,礦體厚度在1.7~24m之間,平均厚度6.9m。礦體頂、底板、夾層巖性由一套火山噴發(fā)沉積變質(zhì)的變鈉質(zhì)凝灰?guī)r、石榴黑云角閃片巖、石榴黑云白云石大理巖等含鐵銅的巖石組成。礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬以弱裂隙含水層充水為主的簡單類型。礦體埋深在50~950m之間, 共有表內(nèi)外礦量6843.35萬t,平均Cu品位0.61%,SFe品位20.33%。銅礦體礦量主要賦存在200~700m標(biāo)高,400~500m及500~600m標(biāo)高的深部礦體為首采地段,采礦方法為點(diǎn)柱式上向水平分層充填法,礦床設(shè)計(jì)開采規(guī)模為150萬t/a。

2 充填系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及存在的問題

充填系統(tǒng)服務(wù)于Ⅰ號銅礦帶深部150萬t/a及III-IV礦體80萬t/a采礦項(xiàng)目,由美國管道系統(tǒng)工程公司與昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司共同承擔(dān)完成,于2012年12月20日進(jìn)行帶漿試車。自Ⅰ號銅礦帶充填系統(tǒng)建成投入使用以來,通過相關(guān)人員的不懈努力,充填制備站的運(yùn)轉(zhuǎn)逐步趨于正常。但在設(shè)備運(yùn)行情況、造漿效果、水泥固結(jié)效果等方面仍存在很多亟待解決的問題。

2.1 設(shè)備情況

目前充填制備站濃度計(jì)等設(shè)備還未到位,在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中很多儀器、設(shè)備還需改進(jìn)和更換?,F(xiàn)在設(shè)備方面主要問題集中在以下幾個(gè)方面討論。

2.1.1 噴嘴

噴嘴布置在立式砂倉錐形底部五個(gè)環(huán)狀噴管上。噴嘴在環(huán)狀噴管上沿環(huán)狀圓周等距分布,安裝角度為仰角45°和15°,相鄰兩噴嘴相互錯(cuò)開,即一個(gè)15°一個(gè)45°。環(huán)管內(nèi)的水壓或氣壓通過噴嘴排出,使砂倉錐形底部沉砂松動(dòng)并與水充分混合,達(dá)到均勻放砂的目的。

在增加砂倉內(nèi)部兩個(gè)環(huán)管前,砂倉內(nèi)部尾砂易板結(jié)、造漿效果不好、放砂不連續(xù),改造后板結(jié)問題和放砂問題得到明顯改善,但造漿效果仍然達(dá)不到要求。另外由于噴嘴柱狀體上布置有小孔,以15°仰角布置的噴嘴上的小孔,在供氣或供水時(shí)可能會磨蝕砂倉內(nèi)壁。

2.1.2 濃度計(jì)

原設(shè)計(jì)中濃度計(jì)安裝在立式砂倉和攪拌桶之間的管線上,利用放射源測砂漿濃度。由于放射源濃度計(jì)采購有一定困難,而且存在一定的安全隱患,因此濃度計(jì)一直未安裝。

目前采取立式砂倉底流和攪拌槽底流取樣、漏壺稱量,再與經(jīng)過試驗(yàn)而得的質(zhì)量濃度關(guān)系表比對,從而獲得當(dāng)前砂漿底流濃度的方法。這種測量方法有一定的誤差,在生產(chǎn)實(shí)踐中增加了控制砂漿濃度的難度,同時(shí)對充填質(zhì)量也有很大影響。

2.1.3 沖板流量計(jì)、底流流量計(jì)

膠結(jié)材料選用標(biāo)號P42.5水泥,由水泥罐車通過氣壓經(jīng)管線輸送至水泥倉里,倉底振動(dòng)器振動(dòng)下料,雙管螺旋給料機(jī)給料,輸送管安裝有沖板流量計(jì)用于計(jì)量,水泥進(jìn)入攪拌槽與立式砂倉流出的水砂混合攪拌,立式砂倉底流和攪拌槽底流流量都由底流流量計(jì)測量,根據(jù)水泥和砂漿流量控制灰砂比,最終砂漿輸送至井下用于膠結(jié)充填。

目前沖板流量計(jì)和底流流量計(jì)反應(yīng)較慢、誤差較大,此外管夾閥是由人工控制,控制不連續(xù)、控制不到位等也會影響測量的最終結(jié)果。

2.1.4 攪拌槽

攪拌站裝有容積9m3的高效攪拌槽,輸送能力為150m3/h,電機(jī)功率30kW,轉(zhuǎn)速193r/min,葉輪直徑Φ788mm,攪拌槽頂部裝有雷達(dá)物位計(jì),監(jiān)測攪拌槽液位。攪拌槽連有沖洗水管,在充填結(jié)束時(shí)沖洗管路。

充填流量增大時(shí),料漿的攪拌時(shí)間縮短,攪拌效果變差。攪拌過程中液面會出現(xiàn)波動(dòng),這會直接影響到攪拌槽液位的監(jiān)測。攪拌槽液位不足1m時(shí),有時(shí)會開啟沖洗水管保持液位,從而影響放砂濃度。

2.2 造漿效果

采用露天熔巖礦的尾砂,經(jīng)分級與水泥攪拌造漿后,用于Ⅰ號銅礦帶首層膠結(jié)充填。立式砂倉仍有板結(jié)現(xiàn)象,立式砂倉底流仍然不夠連續(xù),攪拌槽攪拌不夠均勻。具體問題從以下三方面原因考慮。

2.2.1 尾砂

三選廠尾砂粒度細(xì)(小于74微米含量約占77%)、含泥重(旋流器沉砂小于37微米含量約占40%),尾砂親和力較強(qiáng),沉砂時(shí)砂倉底部錐體和柱體銜接處出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象,導(dǎo)致造漿效果不好,連續(xù)放砂較為困難。

2.2.2 絮凝劑的添加對分級效果的影響

絮凝劑的適量添加可以加速尾砂的沉降。目前由于選礦工藝的需要,已在濃縮機(jī)中添加絮凝劑,一方面由于絮凝劑添加過量降低了立式砂倉的沉砂速度,另一方面由于結(jié)構(gòu)力的作用導(dǎo)致尾砂中的分子水很難脫去,會延長膠結(jié)材料的初凝時(shí)間,降低固結(jié)體強(qiáng)度。

2.2.3 水氣聯(lián)動(dòng)造漿的使用情況

立式砂倉底部有五個(gè)環(huán)管,其中三個(gè)在砂倉外部,后來安裝的兩個(gè)在砂倉內(nèi)部,用于供氣或供水。經(jīng)過沉砂后,通過環(huán)管供水和供氣,松動(dòng)錐形底部的沉砂并攪勻,最終用于井下充填。

實(shí)際操作中,由于尾砂過細(xì),造成部分噴嘴受堵,另一方面可能由于壓力不足及安裝角度等原因,造漿效果并不理想。

2.3 水泥固結(jié)效果

制備好的砂漿通過管線自流到井下相應(yīng)中段,由上一分段的回風(fēng)上山進(jìn)入采場充填。濾水采用濾水籠連通泄水孔和擋土墻抽水這兩種方案。

由于前期處于摸索階段,尾砂濃度以及和水泥的配比控制不到位,4066等采場首層充填一個(gè)多月,強(qiáng)度仍然未達(dá)到2MPa的要求。細(xì)粒級尾砂過多,一方面水泥離析量大,分層現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致充填體強(qiáng)度下降;另一方面,細(xì)粒級的尾砂會阻塞裹在濾水籠的土工布,造成泄水困難。

3 一些探索方向

針對充填系統(tǒng)目前存在的問題,從以下三個(gè)方面做出一些探討。

3.1 系統(tǒng)的自動(dòng)化控制

控制系統(tǒng)的自動(dòng)化是保證充填質(zhì)量的關(guān)鍵。要實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化,首先各個(gè)設(shè)備、儀表工作應(yīng)該正常、計(jì)量準(zhǔn)確。濃度計(jì)等儀表應(yīng)盡快安裝;對于現(xiàn)有沖板流量計(jì)和底流流量計(jì)應(yīng)通過調(diào)試以確保參數(shù)準(zhǔn)確;管夾閥應(yīng)換成電動(dòng)式管夾閥,以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,并做到控制及時(shí)、準(zhǔn)確;通過調(diào)整噴嘴的安裝角度、數(shù)量以及攪拌槽電機(jī)的功率和攪拌時(shí)間控制造漿效果。

3.2 尾砂及固結(jié)材料的選用

從二、三選廠尾砂樣品粒度分析及以前的尾砂試驗(yàn)可知,二選廠的尾砂(井下主采區(qū)原礦選出)無論是從粒級分布還是沉砂效果來看都要好于三選廠的尾砂,因此改選用二選廠尾砂較好。

從控制成本角度分析,選用水泥作為膠結(jié)材料仍為可取的方案,針對目前砂漿離析現(xiàn)象嚴(yán)重、充填體強(qiáng)度不夠等問題可適當(dāng)添加其他材料來彌補(bǔ),比如添加粗粒級骨料減少孔隙率,可明顯提高料漿密度,從而降低水泥的耗量、提高充填體的強(qiáng)度;添加粉煤灰可以替代部分水泥,在保持原有坍落度的情況下,可提高料漿濃度,在不改變濃度的情況下,可改善料漿的和易性、減少秘水性,防止離析;添加一些固結(jié)材料,以改變尾砂的流動(dòng)性、固化型、吸水性、強(qiáng)度等,比較適合不脫水全尾砂充填或者脫水能力較差的采場。以上都可以作為改進(jìn)系統(tǒng)的探索方向。

3.3 工藝上的改變

目前采用分級尾砂水力充填的方式,通過旋流器分級,旋流器沉砂由分料槽分到相應(yīng)砂倉,溢流通過溢流管回到三選廠(或二選廠)。但是從尾砂充填旋流器給砂、沉砂、溢流中-200目含量計(jì)算,溢流中的固體含量僅占給砂量的15.41%,溢流產(chǎn)率過低導(dǎo)致沉砂細(xì)度及濃度與給砂相比沒有獲得較大改善,旋流器未起到應(yīng)有作用。相反,分級后尾砂濃度得到一定提升,反而會降低立式砂倉尾砂的沉降速度;此外,分級尾砂量的供應(yīng)不能滿足生產(chǎn)需求,且不能用于尾礦堆壩。建議改用全尾砂水力充填,輸送濃度由原來的65%提高到70%~74%,簡化工藝、提高效率、降低成本。

4 結(jié)語

充填系統(tǒng)運(yùn)行四個(gè)多月以來,經(jīng)過不斷摸索調(diào)試,已經(jīng)初步滿足生產(chǎn)的需要,但是充填效果不理想。本文旨在對充填現(xiàn)狀做初步分析,對于系統(tǒng)的改進(jìn),需要一套完整的方案,也希望相關(guān)專家和學(xué)者來我礦研究、指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張志雄, 等. 大紅山鐵礦I號銅礦帶及三選廠銅系列150萬t/a

采選工程初步設(shè)計(jì)-地下采礦部分[R]. 昆明: 昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院, 2008.

[2] 張志雄, 等. 大紅山鐵礦I號銅礦帶及三選廠銅系列150萬t/a采選工程探礦后采礦工藝調(diào)整簡要說明分[R]. 昆明: 昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院, 2011.

[3] 楊根祥. 全尾砂膠結(jié)充填技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展[J]. 中國礦業(yè),1995,4(18):40-45.
聲明:
“大紅山鐵礦深部Ⅰ號銅礦帶充填生產(chǎn)實(shí)踐問題探討” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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