南京铅锌银矿全尾砂膏体充填系统设计说明书

南京铅锌银矿全尾砂膏体充填系统设计说明书长沙矿山研究院南京栖霞山锌阳矿业公司二四年十二月目 录1前言2充填材料实验室试验结果2.1 试验材料来源2.2 充填材料基本性能测定2.3 试块抗压强度试验2.4 试验结果及分析3. 半工业试验及结果3.1 全尾砂压气造浆试验3.2 全尾砂陶瓷过滤机脱水试验3.3 全尾砂膏体充填料环管泵送试验3.4 全尾砂膏体充填料L型管道自流输送试验3.5 膏体充填料试块强度测定3.6 全尾砂浆充填钻孔及井下管道自流输送试验3.7 半工业试验结果分析及小结4 充填系统设计方案选择4.1 充填系统设计原则4.2 充填系统方案初选4.3 全尾砂脱水方式的选择4.4 充填站址及膏体输送方式选择5 设计方案51 全尾砂输送52 充填制备站工艺流程53 系统自动控制54 充填钻孔及井下官网55 平面布置56 系统建设投资6充填运营成本7. 系统设计参数8技术经济分析及结论1 前言南京铅锌银矿地处南京市郊栖霞山风景区，经多次技术改造目前年产矿石量约35万吨，年产尾砂量约10万吨，矿山不具备尾砂外排及堆存条件。矿山原有充填系统亦经多次改造后采取的工艺流程为：选厂尾砂经水力旋流器分级后，粗砂存储于1#立式砂仓用于采场筑坝，细粒级尾泥则存储于2#立式砂仓中用于采场分层充填。充填时用高压水对仓中尾砂进行造浆，然后放砂至立式搅拌桶。散装水泥仓中水泥则经双管螺旋给料后由螺旋电子秤进行计量而输送至搅拌桶中。系统串联有两个搅拌桶，尾砂及水泥经两个搅拌桶搅拌均匀后，用高扬程渣浆泵加压，然后通过钢丝编织塑料管输送至采场进行充填。充填系统制备输送能力4555m3/h，充填料浆制备输送浓度为：全尾砂料浆6568%，粗尾砂料浆6670%，细粒级尾泥为5558%，胶结充填时采用的灰砂比为分层充填时约1：6，胶面时为1：4。尽管矿山所采用的充填工艺可将尾砂全部充入井下，但从长远的角度来看，矿山原有充填系统与充填工艺存在如下问题：由于尾泥中粒级过细，为保证其充入采场空区后凝结硬化，水泥耗量大，充填成本高；由于充填料输送管路总长超过2000m，尤其是地表充填搅拌站至+14m水平以上的充填倍线较大，目前采用高扬程渣浆泵加压输送，其允许输送料浆最大重量浓度较低。泵送设备技术性能的限制导致充填料浆输送浓度难于提高，低浓度充填料浆进入空区后，必然出现分级、离析严重，强度发展慢等现象，同时加大了跑浆的可能性；现有立式砂仓放砂性能不稳定，放出的尾泥与尾砂浓度较低且不均匀，难于满足高浓度充填的技术要求；随着生产能力的提高，该充填系统制备输送能力难于满足生产要求。 为解决上述技术难题，南京铅锌银矿与长沙矿山研究院合作进行了全尾砂膏体充填新技术研究，先后进行了大量的实验室试验及半工业性试验，并在此基础上，研究确定了全尾砂膏体充填料制备及输送工艺流程。2004年4月完成了系统施工设计，2004年5月2004年12月完成了充填站的建设及井下充填管网优化，2004年12月20日进行了系统试运行，其结果表明，系统制备输送能力可达8090m3/h，细粒级尾泥料浆浓度为62%左右，系统运行参数均可实现检测和调节，2005年2月即可进行全尾砂膏体充填工业试验。2充填材料实验室试验结果2.1 试验材料来源室内试验用材料为南京铅锌银矿选矿厂排放的全尾砂、充填站立式砂仓放出的分级尾砂、尾泥仓放出的尾泥。为便于运输，所取样品经晾晒干燥。试验用水泥为长沙市坪塘新星水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥。2.2 充填材料基本性能测定2.2.1 全尾砂、分级尾砂与尾泥的物理性能测试三种材料的比重、容重与孔隙率见表1。全尾砂、分级尾砂与尾泥物理性能测试结果表 表1材料名称比重（g/cm3）容重（g/cm3）孔隙率（%）全 尾 砂3.131.6347.92分级尾砂3.161.6149.05尾 泥3.142.2.2 分级尾砂与尾泥粒级组成如表2分级尾砂与尾泥粒级组成如 表2材料名称分 级 尾 砂尾 泥粒 径（m）小于某粒径的重量百分比（%）小计累计小计累计+17032.1732.179.509.5017011012.5044.672.8312.331108717.0061.675.1717.5087715.5867.251.3318.8371436.4273.672.0020.83-4326.3310079.171002.2.3 全尾砂粒级组成由激光粒度测定仪测得粒径分布如表3。全尾砂粒度分布 表3粒径（m）-5-10-15-20-25-30-36-40分计（%）16.437.574.764.584.073.443.782.35累计（%）16.3424.0028.7633.3437.4140.8544.6346.98粒径（m）-50-71-100-150-200-300-400-500分计（%）5.3110.0311.7211.275.215.072.601.81累计（%）52.2962.3274.0485.3190.5295.5998.19100各分布粒径如下：d10=2.59md50=45.49md90=193.45m平均粒径 d平均=76.80m。由粒度测定结果可知，全尾砂中-20m含量达到33.34%，大于国内外通用的-20m含量不小于15%的要求。2.2.4 全尾砂化学成份测定全尾砂的化学成份参见表4。全尾砂化学成份分析结果表 表4材料名称主要化学成份所占百分比（%）SiO2Al2O3MgOCaOFe2O3全尾砂26.791.722.1520.1515.112.2.5 全尾砂、分级尾砂与尾泥沉降试验全尾砂、分级尾砂与尾泥沉降试验结果参见表5。由表5可知：全尾砂、分级尾砂与尾泥的最大沉降浓度分别为71.01%、76.92%和64.86%，其达到最大沉降浓度所需的沉降时间分别为6h、6h和24h。南京铅锌银矿全尾砂与分级尾砂的比重较大，在沉降开始后的一段时间内，粗重颗粒快速落淤，与此同时，较细颗粒亦缓慢下移，更细的颗粒则悬浮于沉降筒上部，致使浆面与液面界限浑浊不清。在沉降开始后大约20分钟左右，粗颗粒即已基本压缩沉降到相互紧密接触的状态，在以后的沉降过程中，其继续沉降量较小。对于悬浮于沉降筒上部的细颗粒则在大约3060分钟后沉降到颗粒紧密接触的状态。观察结果表明：全尾砂与分级尾砂料浆沉降6小时后即达到最大沉降浓度，这说明南京铅锌银矿全尾砂与分级尾砂沉降速度较快，因此，在现场工业试验与实际生产过程中，应特别注意防止充填料浆在输送管道内出现沉淀而引起堵管事故.全尾砂、分级尾砂与尾泥沉降试验结果表 表5沉降时间全 尾 砂分 级 尾 砂尾 泥容积(cm3)沉降浓度(%)容重(g/cm3)容积（cm3）沉降浓度(%)容重(g/cm3)容积(cm3）沉降浓度(%)容重(g/cm3)077550.001.5577050.001.5678050.001.54567054.791.6336575.472.1869054.051.612053062.831.8035576.432.2162557.421.671h45068.571.9435576.432.2160058.821.701.5h43569.771.9835576.432.2159559.111.714h42570.592.0035576.432.2156061.221.756h42071.012.0135076.922.2355061.861.767h42071.012.0135076.922.2354062.501.781d42071.012.0135076.922.2351064.521.822d42071.012.0135076.922.2350564.861.836d42071.012.0135076.922.2350564.861.83由于南京铅锌银矿尾泥-325目以下细粒级占79.17%，其达到最大沉降浓度需沉降24小时以上。显然，细粒级尾泥因持有较多的水分而较难达到密实沉降状态，其最大沉降浓度显着低于全尾砂与分级尾砂。2.3 试块抗压强度试验2.3.1 试验基本条件胶结材料采用425#普通硅酸盐水泥，全尾砂与分级尾砂均分别按1:4、1:6、1:8、1:12、1:15的灰砂比制备试块，其中制备全尾砂试块的重量浓度分别为62%、66%、68%、70%、72%与74%，制备分级尾砂试块的重量浓度分别为65%、68%与72%。尾泥试块按1：2、1：4、1：6灰砂比制备，重量浓度分别为50%、54%、58%与62%。2.3.2 试块的制作与养护采用规格为4040160mm的金属试模，按设计的灰砂配比和重量浓度拌制成浆，将拌好的料浆均匀加入同组各个试模，让其沉降和凝固。为了使试块不受损伤，一般在2436小时后脱模，脱模后的试块及时放入养护池养护。养护池内湿度保持在95%左右，二十八天养护期间的温度均应保持在20左右。2.3.3 全尾砂胶结充填料与试块基本物理参数全尾砂胶结充填试块基本物理参数参见表6。其主要测定内容为料浆容重与脱水率、试块容重与含水率和每m3充填体的材料消耗。2.3.4 试块抗压强度测试各种不同配比的料浆试块按不同的龄期（3天、7天和28天）测定其单轴极限抗压强度值。全尾砂、分级尾砂与尾泥试块抗压强度测定结果参见表7、表8和表9。全尾砂胶结充填试块基本物理参数表 表7试 块编 号灰砂比重 量浓 度(%)料 浆容 重(g/cm3)脱水率(%)试块容重(g/cm3)试块含水率(%)每 m3 充 填 体各材料消耗(kg)全尾砂水泥水0410-011:4621.6725.01.9724.561189297484-021:4661.7317.91.9824.321198300482-031:4681.888.32.0022.731236309455-041:8621.6925.01.9625.241300162498-051:8661.7518.82.0424.241374172494-061:8701.8812.52.0622.731415177468-071:12621.6926.72.0225.961381115524-081:12661.7518.82.0624.071444120496-091:12701.8315.02.0624.071444120496-101:15622.0424.55144396501-111:15662.0625.00144897515-121:15702.0824.55147198511备注：1、脱水率为料浆沉降至最大浓度后，表面自由水体积与料浆原体积的百分比。2、试块含水率为已脱模试块烘干至恒重时，所失水分与试块未烘干时原重量的百分比。南京铅锌银矿全尾砂试块强度试验结果表 表8试 块编 号灰砂比添加剂（%）浓度（%）湿容重（g/cm3）试块抗压强度（MPa）R3R7R280410-011:40621.970.390.611.290410-020661.980.280.421.171011-010682.100.610.911.661011-020702.130.721.131.851011-030722.130.741.192.041011-040742.201.011.322.341011-051:60682.170.400.580.871011-060702.170.420.670.991013-070722.230.490.681.121013-080742.260.500.701.201013-101:80682.070.170.190.451013-110702.110.260.310.521013-120722.140.280.350.681013-130742.160.300.440.900410-071:120622.020.150.190410-080662.060.130.210410-090702.060.160.290410-101:150622.040.140.200410-110662.060.120.130410-120702.080.150.16南京铅锌银矿分级尾砂试块强度试验结果表 表9试块编号灰砂比添加剂（%）浓度（%）湿容重(g/cm3)试块抗压强度（MPa）R3R7R28412-011:40652.170.621.071.71-020682.160.881.192.07-030722.211.221.762.44419-011652.171.18*1.362.22-021682.151.32*1.722.41-031722.191.46*2.003.37419-101:61652.180.40*0.640.92-111682.190.54*0.761.23-121722.200.63*0.881.15412-041:80652.200.220.460.50-050682.260.380.420.75-060722.270.490.481.20419-041652.210.47*0.460.88-051682.200.36*0.400.75-061722.200.39*0.490.85412-071:120652.190.16*0.170.28-080682.210.19*0.280.36-090722.290.25*0.410.47419-071652.200.170.220.40-081682.200.170.200.40-091722.230.290.380.44412-101:150682.250.180.200.35-110682.300.170.370.28-120722.240.210.240.27注：标有（*）号的值为四天测试强度。南京铅锌银矿尾泥试块强度试验结果表 表10试 块编 号灰砂比添加剂（%）浓度（%）湿容重(g/cm3)试块抗压强度（MPa）R3R7R280711-011：20501.800.821.462.780711-020541.840.871.422.900711-030581.881.061.713.250711-040621.921.181.713.510717-011541.841.111.902.930717-021581.861.141.743.440717-031621.881.252.133.290711-05：0541.860.410.581.080711-060581.820.350.681.220711-070621.880.520.871.500717-041541.840.590.741.090717-051581.860.500.761.260717-061621.880.701.561.840711-08：0541.820.220.350.400711-090581.840.290.420.580711-100621.840.400.540.770717-071541.860.420.551.010717-081581.860.410.701.130717-091621.880.420.631.232.4 实验室试验结果分析在选定充填材料组份的条件下，实验室试块强度取决于灰砂比及充填料浆浓度。灰砂比：水泥添加量是决定充填试块强度的决定因素。当砂浆浓度相同时，试块的单轴抗压强度随水泥添加量的增加而提高。在保证充填体强度的前提下，选择合理的灰砂配比对于保证充填质量和降低充填成本具有十分重要的现实意义，应根据采场回采工艺对充填体强度的具体要求来选用合理的灰砂配比。对于全尾砂胶结充填而言，当料浆浓度在72%74%之间时，其灰砂比1：4的试块3天抗压强度在0.741.01Mpa，28天强度2.042.34MPa。灰砂比1：6的试块3天抗压强度在0.490.50Mpa，28天强度1.121.20MPa，可满足采矿生产要求。充填料浆浓度：充填料浆浓度是决定试块强度的另一决定因素。当灰砂比相同时，试块的单轴抗压强度随料浆浓度的上升而提高。 显然，应根据尾砂沉降试验、坍落度测定以及试块抗压强度试验结果，选择合理的料浆输送浓度范围。根据试验结果，在确保充填料浆在充到采场后不出现严重的分级、离析现象，保有良好的流动特性的前提下，要求充填料浆重量浓度应大于72%。原则上是在工艺可行的情况下，料浆输送浓度越大越好，实际生产过程中应以充填系统的工业试验为依据。3半工业试验及结果为了研究确定全尾砂膏体充填料制备工艺流程及输送方式，优化系统工艺参数及井下充填管网，先后进行了全尾砂压气造浆试验、全尾砂陶瓷过滤机脱水试验、全尾砂膏体充填料环管泵送试验、全尾砂膏体充填料L型管道自流输送试验、膏体充填料试块强度测定、全尾砂浆充填钻孔及井下管道自流输送试验。 3. 1 全尾砂压气造浆试验 加工制作了全尾砂自然沉降脱水试验漏斗，漏斗上部为立方体，容积1m3，下部为锥形，底部锥角60，总容积1.33m3。自现充填站总排尾管上取砂。在料斗内多次加砂并经沉降一定时间后（约16小时），排除料斗上部积水。料斗底部装有放砂阀及放砂管，在料斗锥体上部及放砂阀处安装有共5个压气造浆喷嘴。排除料斗上部积水后，即分别打开压气造浆喷嘴，将料斗内沉降好的全尾砂进行造浆，造浆时间约为35分钟。造浆均匀后，取样进行烘干，测得全尾砂浓度如表10。压气造浆样品实测浓度 表10样号1#2#3#4#5#6#7#8#浓度（%）67.5567.6870.6671.5771.5473.3772.4373.09备注加料较少，沉降时间16h。料斗基本加满，沉降时间16h。料斗基本加满，沉降时间64h。 32 全尾砂陶瓷过滤机脱水试验采用银兴机械设备修造厂的陶瓷过滤机对全尾砂进行过滤脱水，陶瓷板面积0.083m2，真空度为0.98MPa。通过该试验得出全尾砂及尾泥滤饼水分及过滤能力，试验结果如表11、表12。陶瓷过滤机全尾砂脱水试验结果 表11序号矿浆浓度(%)湿重(g)干重(g)水份(%)过滤时间(s)吸样时间(s)过滤能力（t/m2*h）1号39.5243206.814.9025250.1792号45639214.0125200.3783号54.41254.41093.412.8725250.9484号872.276012.8625200.733陶瓷过滤机尾泥脱水试验结果 表12序号浓度（%）湿重（g）干重（g）水份（%）过滤时间（s）吸样时间（s）过滤能力（t/m2*h）149.35555.9436.521.48202004732578.6461.520.2425250 .400329923621.0720300.205451436626.6925350.2655568.5450.520.7620300.3916622494.420.5125350.357 从试验结果可知，当全尾砂供料浓度为39.5%、滤饼水分为14.0114.90%时，过滤能力为0.1790.378t/m2*h, 供料浓度为54.4%、滤饼水分为12.86%时，过滤能力为0.7330.948t/m2*h。而对尾泥而言，当供料浓度为49.35%、滤饼水分为20.2426.69%时，过滤能力为0.2050.473t/m2*h。33 全尾砂膏体充填料环管泵送试验2003年4月16日至4月18日，在南京锌阳矿业有限公司机修厂进行了全尾砂膏体充填料泵送环管试验，通过对不同配比、不同浓度的全尾砂膏体进行泵送循环，测定了膏体环管泵压输送性能与管道输送阻力。试验过程中进行了两次配料，第一次配料为单一的全尾砂膏体。全尾砂经选矿厂排尾口经管道排入污水处理站附近的沉降池自然沉降脱水，脱水后全尾砂含水率约为1819%。试验时在该沉淀池中沿全断面取料后，运送至试验地点。第二次试验为水泥全尾砂膏体，水泥为袋装325#硅酸盐水泥，设计灰砂比为18。 全尾砂膏体充填料环管泵送试验照片试验用管道分别采用内径为125mm与150mm的两种管径。沿机修厂装配厂房布置两圈环管，内圈为150mm钢管，外圈为125mm钢管。钢管均用法兰联接，弯管曲率半径为管径的1.5倍，钢管壁厚均为4.5mm。实际配管总长度为194.63m，其中150mm管道96.09m，125mm管道98.54m。折算管道总长度295.1m，其中150mm管道折算长度138.35m，125mm管道折算长度156.75m。首先租用了一台HBT60混凝土泵，该泵换向阀采用斜置式插板阀，经试验后发现该类阀密封性能不好，输送缸内膏体在活塞推送过程中向混凝土泵喂料斗返料严重，泵送流量无法控制和计算。随后换用了HBT70混凝土拖泵，该泵换向阀采用S型阀，泵的铭牌技术参数为：输送量67m3/h；最大出口压力4.7MPa；空运转时最大换向频率27次/分；空载时主油路油压2MPa。全尾砂经称量后，加入到锥形反转出料式混凝土搅拌机中进行搅拌，同时按设计配比加入适量水或水泥，并使膏体坍落度控制在1215cm之间。全尾砂或水泥全尾砂膏体搅拌均匀卸入料斗后，经行车吊起并卸入混凝土泵喂料斗中。为了润滑管道，首先在混凝土泵喂料斗中加入少量水及部分细粒级尾砂，随后即可进入泵送程序。待膏体充满管道后，即可开始泵送循环试验。膏体在管道内泵送一段时间(1520分钟)，使管内膏体趋于均匀后，则可开始测定及读取以下技术数据：膏体浓度、膏体坍落度、混凝土泵主油路油压、S阀换向周期以及管道上各压力表读数。以上数据测定完毕即完成一个工况点的试验。随后即可向混凝土泵喂料斗均匀地按比例加水，使膏体浓度适当降低，然后进行下一个工况点的泵送循环试验，亦即待整条管道内的膏体均化后，同时测取上述试验数据，直至将膏体坍落度提高至2325cm。两组试验所测得的输送参数如表13。从试验结果得出以下结论：全尾砂膏体及水泥全尾砂膏体均具有良好的管道输送性能。试验历时3天，膏体浓度自73.31 %至79.66%均顺利实现了泵送循环，在整个试验过程中未出现堵管等不良现象。在试验的工况范围内，膏体浓度是影响输送流量与管道阻力的首要因素。当膏体浓度达到78%以上，坍落度为1218.5时，管道阻力很大，泵送流量仅为32.435.5m3/h，5英寸管道阻力达到9.012.5KPa/m，说明膏体屈服煎切应力0及粘性系数均较大，在实际生产中膏体制备及输送均较难实现，或者说要实现如此高浓度膏体的制备与输送，技术难度加大，系统投资急剧增加。而当浓度为75%及以下时，膏体坍落度则降至2325cm，5英寸管道阻力降低至3.685.15KPa/m，流量亦增加至5567 m3/h，浓度为73.31%时，5英寸管道阻力进一步降低至2.21KPa/m。说明膏体屈服煎切应力及粘性系数均显著下降，易于实现膏体的制备及顺利输送。根据目前所采用的采矿方法，充填料浆浓度过高并不利于充填料在采场内的流平，因此，实际生产中将膏体充填料浆浓度确定为7274%较为合适。此时，5英寸管道的流动阻力为36 KPa/m，膏体坍落度为2325cm。膏体充填料具有良好的稳定性。充填料浆流量为32.467m3/h时，管道流速为0.51.52m/s之间，不添加水泥的情况下带料停泵14小时，添加水泥（灰砂比1：8）后泵送循环近5小时，管内料浆均未出现离析堵管等现象，这与粗粒级尾砂的两相流特征具有本质上的区别，也给将来管道清洗与生产管理带来了便利。全尾砂膏体(胶结)充填料环管试验参数汇总 表13参数名称与单位第一次配料（全尾砂膏体） 第二次配料（水泥全尾砂膏体，灰砂比18）工况1工况2工况3工况4工况1工况2工况3工况4工况5膏体重量浓度（%）79.6677.5676.86/78.2877.2075.5674.9073.31膏体坍落度（cm）12.018.522.523.515.520.522.823.5摊开泵主油路油压（MPa）22.017.013.512.018.015.012.09.08.0换向阀周期（S）4.64.22.72.24.52.92.72.72.7换向阀频率（次/分）13.0414.322.227.313.3320.722.222.222.2膏体输送量（m3/h）32.435.555.267.033.151.3755.255.255.26英寸管流速（m/s）0.5100.5580.8681.0500.5210.8080.8680.8680.8685英寸管流速（m/s）0.7340.8041.2501.5200.7501.1631.2501.2501.250各压力表读数（Mpa）1#3.42.41.81.352.61.91.41.00.62#2.31.783#2.62.21.694#2.181.951.415#2.131.690.546#/7#0.980.668#1.41.150.809#0.720.630.3510#0.350.260.206英寸管阻力（KPa/m）10.427.355.514.147.965.824.293.061.845英寸管阻力（KPa/m）12.508.826.624.959.566.985.153.682.2134 全尾砂膏体充填料L型管道自流输送试验2003年4月23日至25日进行了L型管道自流输送试验，以测定不同浓度及坍落度下全尾砂膏体的自流输送性能。共完成六组试验。试验采用125mm钢管，垂直管高度为3.36m，第一、二组水平管道长度7.23m，第三至第六组水平管道长度加长至10.62m，垂直管上料斗容积约1.1m3。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。试验采用水泥全尾砂膏体，灰砂比为1：12。试验过程为按设计配比计量各材料组分后，用滚筒跌落式混凝土搅拌机进行搅拌，并对各次搅拌的膏体进行取样，分别测定其浓度、坍落度。待料斗基本灌满后，打开管道出口处的木塞，使膏体充填料产生自流。在膏体自流过程中，记录料斗中膏体料位下降与时间的关系及膏体停止流动时垂直管中的料位高度，以便对膏体流量及膏体的流变参数进行分析计算。各次试验简况表14所示。经理论分析计算后，所得试验结果如表15。自流输送管道试验情况简表 表14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ZL111275.9121.02.73料浆流动缓慢ZL211273.6023.01.39料浆在45秒内流完ZL311273.6723.0水平管加长，料浆流动极慢ZL411273.6223.0水平管加长，未添加水泥ZL511271.4924.52.46料浆在35秒内流完ZL611274.6221.0/23.82.03加减水剂坍落度增至23.8自流输送管道试验数据表 表15序号浓度(%)数据项010203040506070809ZL175.91Q1.508(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/D7.8656.3893.8802.6702.8893.5571.5331.1991.252293.53278.30274.94270.80268.72264.48259.66257.60252.69ZL273.60Q18.556(66.80)19.571(70.46)21.778(78.40)24.500(88.20)19.700(70.92)8V/D96.773102.066113.576127.772102.739226.90215.94194.77167.96191.43ZL473.62Q1.311(4.72)0.848(3.05)0.513(1.85)0.481(1.73)8V/D6.8384.4222.6752.508215.05214.07213.04211.37ZL571.49Q14.500(52.2)19.625(70.65)21.600(77.76)16.143(58.11)16.200(58.32)20.000(72.00)8V/D75.620102.348112.64884.18984.486104.303193.21166.62150.29171.09165.41142.43ZL674.62Q11.800(42.48)12.250(44.10)10.000(36.00)9.375(33.75)7.000(25.20)8V/D61.54163.88852.15348.89436.507202.68198.50198.91195.46197.79注：表中数据项单位：Qm3/s10-3(括号内数据单位为m3/h)；8V/Ds-1；Pa。ZL6组添加减水剂。 由表14、表15可以看出，当灰砂比112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，膏体流量达到了66.888.2m3/h，完全可满足生产能力要求。当充填倍线加大至N=4.2时，无论是否添加水泥，料浆重量浓度73.6%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，膏体流量达到52.277.76m3/h。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。35膏体充填料试块强度测定对膏体充填料地表泵送试验及自流输送试验分别进行了取样并浇注了试块，测定其3天、7天、28天单轴抗压强度如表16。 表16强度测试结果表明，当膏体浓度为7578%、灰砂比为1：8、水泥消耗为160180kg/m3时，试块3、7、28天强度可分别达0.40.6、0.81.1、2.83.9MPa;膏体浓度为71.575.9%、灰砂比为1：12、水泥消耗为120kg/m3左右时，试块3、7、28天强度可分别达0.180.19、0.350.41、0.781.23MPa,分别是低浓度（小于68%条件下试块强度的35倍（低浓度条件下试块强度见表8）。水泥全尾砂膏体输送试验试块强度 表16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)3d7d28d178.2815.51:82.030.580.600.590.591.021.141.161.114.024.063.603.89277.2020.51:81.990.610.460.480.521.201.161.181.183.403.904.003.77375.5622.81:81.970.440.440.440.440.820.820.840.832.902.563.082.85475.91211:122.050.200.200.200.200.460.420.460.451.801.601.601.67573.6231:121.970.190.190.180.190.380.380.420.391.280.921.481.23671.4924.51:121.930.180.190.190.190.380.300.360.350.920.700.720.78774.62211:122.010.180.180.180.180.360.360.390.370.961.060.960.998*74.6223.51:122.020.180.180.180.180.390.460.380.411.000.961.000.99*注:8号配方添加木钙减水剂 36 全尾砂浆充填钻孔及井下管道自流输送试验2003年11月进行了全尾砂浆充填钻孔及井下管道自流输送试验，其试验过程为：选厂全尾砂通过现充填站300m3周转池后，用3#泵送入现充填站的立式搅拌桶中，然后用高扬程渣浆泵通过+14m巷道送入采矿工区水砂充填站的砂池中自然沉降脱水。砂池容积约400m3。由于全尾砂输送浓度较低，须多次进砂及多次排水。当进砂量达到试验所需尾砂量后，经约24小时自然沉降并将砂面上的水排尽后，即对池中全尾砂进行压气造浆。砂池底部安装有15排压气造浆喷嘴，每排5个，密度为每1.25m2一个。压气由矿山总空压机站提供，其初始压力为0.7MPa。造浆时，轮流顺序打开各排造浆喷嘴，使池中尾砂均得到扰动，造浆时间约为30分钟左右。池中全尾砂造浆均匀后，即可打开放砂阀向充填钻孔放砂。现充填钻孔内套有内径为90mm的高强塑料管，钻孔深度为131.5m，全尾砂浆最终充入-225m中段的704、705采场。管道总长度为692.5m，其中充填钻孔131.5m，-125m中段水平管道长282m，-125 -225m天井高差100m ,-225m中段水平管道长179m。充填倍线2.99。试验过程中对全尾砂流量进行了检测，同时取样对全尾砂料浆浓度进行了测定。试验过程各参数如下：选厂至采矿工区全尾砂输送浓度 2540%， 流量 55m3/h渣浆泵电流 110120A 电机转速 1100转/分钟全尾砂充填量与时间关系如下： 时间 时间差（分） 充填体积（m3） 10：02 0 010：12 10 17.510：32 30 50.710：42 40 63.5610：52 50 76.66 按流量稳定时间计算，10：1210：52分之间，充填体积为59.16m3，折算流量为88.74m3/h。 对全尾砂充填料浆进行浓度测定，其结果为 1# 69.01%，2# 71.64%，3# 72.14%，4# 72.14%。平均为71.23%。37半工业试验结果及分析通过以上前期试验研究可得出以下结论：南京铅锌银矿全尾砂-20m含量达到33.34%，大于国内外通用的-20m含量不小于15%的要求，无论是全尾砂还是全尾砂水泥都能制备成输送性能良好的膏体充填料。全尾砂最大沉降浓度约为70%，添加水泥后，灰砂比为1：41：12时，膏体充填料浓度可提高至71.65%74.47%。当用陶瓷过滤机脱水时，根据供料浓度的不同，过滤能力为0.1790.948t/m2*h,滤饼水分为12.86%14.90%。即充填系统设计时，既可考虑采用自然沉降脱水压气造浆，也可采用浓密过滤两段脱水。全尾砂膏体及水泥全尾砂膏体均具有良好的管道输送性能。膏体充填料浆浓度为7375%时，膏体坍落度为2225cm ，5英寸管道的泵送阻力为36 KPa/m。充填倍线N3时，膏体浓度为73.6%可实现自流输送，流量可达66.888.2m3/h。当充填倍线不大于4时，浓度为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，可实现自流输送，膏体流量达到52.277