膏体泵相关知识膏体充填的实质在于膏体材料的胶质性及保水性。一方面,这种胶质特性使膏体通过钻孔或管道输送时不存在临界流速,同时允许膏体在管道中滞留一段时间;根据物料组成不同,膏体可分为细粒级膏体、粗粒级膏体和改性膏体。另一方面,材料的胶质粒子可使所有的水分子都保留在膏体中,膏体充填到采空区后不会出现脱水现象。根据物料组成不同,膏体可分为细粒级膏体、粗粒级膏体和改性膏体。
细粒级膏体是由全尾砂、水及胶结材料组成的,其中胶结材料可以是普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。粗粒级膏体是在全尾砂中添加粗颗粒物料,如风砂、棒磨砂、水淬碴、碎石等,在某种程度上来讲,膏体充填应该包括块石充填技术,其目的是为了提高充填体强度,改善膏体流动性。改性膏体是在粗粒级膏体的基础上添加改性材料,如粉煤灰、早强剂、减水剂、减阻剂等。膏体泵主要由执行部分、液压动力部分和控制部分、润滑部分、冷却部分等组成,执行部分采用双液压缸同步联动,单向阀补油形式,分配阀采用S管阀形式,主要磨损密封件采用耐磨新材料。
膏体的流变性质及充填技术的优缺点:真实物体在荷载外力的作用下都将发生物质流动与变形,而流变学是研究荷载下物质流动与变形的科学。对于膏体的流变模型,可用下式表示:式中τ为剪切应力,为剪切速率,膏体充填料的流变模型属于宾汉塑性体,故为屈服剪应力,为塑性粘度系数。相对而言,KSP系列泵更适合粗骨料膏体输送,是泵压输送的理想设备,能够适应颗粒多、粒度大的膏体充填材料。
用于膏体泵充填的材料选择范围较广,-25 mm左右的物料均可使用,但应保持合理的配比。根据国内外泵送充填的实践经验,可将输送的固体颗粒以0.25mm为界划分粗细颗粒,直径大于0.25 mm的为粗颗粒,小于0.25 mm的为细颗粒,其中小于25 um的称极细颗粒。它将开采后的废弃物制成膏体,“完璧归赵”给采空区,置换出矿产资源。加入粗颗粒是为了提高充填浓度,但粗细粒重量比值不能大于1。同时,极细物料含量应达到20%~25%,
尾砂膏体泵送充填工艺要求尾砂浆浓度为65%~80%,而选矿厂输送出的尾砂浆浓度通常很低,一般在25%~30%之间,因此,将选矿厂输送来的尾砂浆进行浓缩脱水非常重要。
我国脱水浓缩工艺主要分为两类。一类是以过滤机、压滤机为核心的脱水工艺,制造出的滤饼浓度达到80%~85%;第二类是以新型深锥浓密机为核心的脱水工艺,底流浓度达到70%~78%。我国早期多使用过滤机压滤机作为膏体充填中的尾矿脱水设备,由于其脱水效果好,脱水工艺简单,得到了广泛的应用。但是所制备的滤饼浓度过高,无法制备流动性好的膏体,因此在混料过程中需要添加一定量的水,以保证膏体具有较好的流动性。细粒级膏体是由全尾砂、水及胶结材料组成的,其中胶结材料可以是普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。但是这种选脱水再加水的做法浪费了大量的电力和能源,而且过滤机能耗较大,且滤布需要经常更换,成本较高。
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