一种矿山充填浓度环保精准测量装置

技术领域

本发明涉及矿山充填技术领域，特别是指一种矿山充填浓度环保精准测量装置。

背景技术

金属矿采矿方法分为崩落法、空场法和充填法，随着开采深度的不断增加以及环保要求越来越高，充填法是很多矿山的唯一选择。对于金属矿充填来讲，最核心的即“充填浓度”，充填浓度过高，管阻邹增、容易导致堵管；充填浓度过低，相同水泥消耗的情况下、强度降低，或者相同强度的情况下、水泥消耗增加、成本升高，且到达采场分层离析、污染环境。充填浓度被认为是充填采矿的“灵魂”，是充填体强度和成本控制的关键所在。

然而，目前对于充填料浓度的测量手段却不尽人意。最常用的方法有核子密度计和超声波浓度计，其中核子密度计具有辐射，长期使用对于人体会造成或多或少的伤害；超声波浓度计对于浓度较高、非满管的充填料浓度测量误差较大；并且两种浓度计在使用过程需要频繁校核。为了准确检查充填浓度，在充填过程中，往往由专人不定期取样，采用烘干法等进行人工测量。长期以来，充填浓度的环保精准测量还没有得到根本解决。

为此，本发明以环保、精准测量金属矿充填料浓度为目的，提出一种矿山充填浓度环保精准测量装置。采用该装置，可以通过中控室或者就地控制，对充填料浆浓度进行准确检测，使用非常方便。对矿山充填浓度精准控制、充填成本降低等方面具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有充填料浓度检测不环保、不准确的问题，提供一种矿山充填浓度环保精准测量装置。

该装置包括取样容器、刚性连接杆、充填料浓度检测系统、取样容器清洗管、传输线缆、浓度测量控制器、被测料浆容器和自控系统，被测料浆容器中盛放被测料浆，取样容器能够深入被测料浆中取样，取样容器通过刚性连接杆连接上方的充填料浓度检测系统，充填料浓度检测系统下方设置取样容器清洗管，取样容器清洗管能够对取样容器进行冲洗，充填料浓度检测系统通过传输线缆连接浓度测量控制器，浓度测量控制器连接远程自控系统。

其中，取样容器为圆锥形、圆台形、圆柱形、四棱锥形等中的一种，取样容器向下移动时易于侵入被测料浆进行取样、向上移动时具有卸料功能；取样容器内外表面光滑、不易生锈和被腐蚀。

刚性连接杆能够伸缩，被测料浆取样器通过可伸缩刚性连接杆控制对被测料浆进行取样。

充填料浓度检测系统包含称重传感器、距离传感器和刚性连接杆伸缩控制结构，称重传感器精度要求不小于1/1000，距离传感器精度要求不小于1cm，伸缩结构升降速率根据实际需要进行调整。浓度检测机构采用外壳进行保护。

浓度测量控制器主要对测量参数设置和控制，包括比重、容积、行程距离、速度等基本参数设置，设置参数检查，手动、自动测量，重量清零，启动测量，密度和质量浓度转化，液晶屏显示等功能。上述功能均可通过预先编制的测控程序进行实现，浓度测量控制器采用外壳进行保护。浓度测量控制器提供远程接口。实际使用前，对装置需不少于3次测量校准，确保测量结果精确性。

充填料浓度检测系统和浓度测量控制器均固定安装在该矿山充填浓度环保精准测量装置所在的平台或支撑架上。

被测料浆为全尾砂、水泥、其它骨料以及外加剂进行均匀混合的最终料浆。

被测料浆容器可以为卧式搅拌槽、立式搅拌槽、缓冲槽等，容器内料浆为即将通过钻孔充填至井下采场的料浆，被测料浆容器应有足够空间和安装条件。如实在不具备安装条件的，可以人为创造安装条件。

自控系统可为PLC、DSC系统，通过浓度测量控制器远程接口相连，可以兼容现有充填自控系统。

该装置的具体使用方法如下：

S1：将装置安装于合适的位置，用于测试搅拌槽内料浆浓度或者搅拌槽于钻孔之间缓冲料仓内料浆，所测料浆为所有充填材料混合均匀的料浆；

S2：使用前，用清水对取样容器的体积v进行不少于3次校核，对称重传感器进行校核；

S3：在浓度测量控制器中输入充填料固体颗粒密度值；

S4：就地使用浓度测量控制器或远程使用自控系统进行装置控制，首先点击重量清零按钮，再点击启动按钮开始测量，所测的料浆重量为m；

S5：充填料的密度ρ＝m/v,通过浓度测量控制器内置程序设置，密度结果在浓度测量控制器或自控系统上显示；

S6：根据充填料固体颗粒的密度和充填料密度，通过浓度测量控制器内置程序设置，计算质量浓度；浓度测量控制器上的密度和浓度切换按钮，能够将密度与浓度自由转换；

S7：取样容器卸料，将充填料放空，然后采用取样容器清洗管将取样容器清洗干净，以备下次测量使用。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过技术指导，对于生产制造企业，易于商品化，凡是采用充填开采的矿山均有采购使用需求，具有非常广阔的市场推广价值。该装置的主要优点归纳如下：第一，测量原理科学。传统浓度测量均为间接法，本测量装置原理简单科学，即密度为质量与体积之比，且可以通过基本物理性质在密度和质量浓度间自由转换。第二，测量方法环保。与目前充填浓度最精确的核子密度计相比，该装置测量方法环保、无污染。第三，测量部位合理。传统的充填浓度测量一般安装于输送管道，但由于料浆的浓度波动、在管道内截面积的变化，使得非接触浓度测量难以测量准确，本装置测量部位虽然不是管道，但由于被测料浆为最终充填料，其浓度测量结果具有代表性。第四，测量结果精确。测试装置通过称重传感器精度控制、伸缩速率控制、不少于3次校核规避误差等手段，确保了测试结果的精确性。

附图说明

图1为本发明的矿山充填浓度环保精准测量装置结构示意图；

图2为本发明实施例1中卧式搅拌方式安装示意图；

图3为本发明实施例2中立式搅拌方式安装示意图。

其中：1-取样容器，2-刚性连接杆，3-充填料浓度检测系统，4-取样容器清洗管，5-传输线缆，6-浓度测量控制器，7-被测料浆，8-被测料浆容器，9-自控系统。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种矿山充填浓度环保精准测量装置。

如图1所示，该装置包括取样容器1、刚性连接杆2、充填料浓度检测系统3、取样容器清洗管4、传输线缆5、浓度测量控制器6、被测料浆容器8和自控系统9，被测料浆容器8中盛放被测料浆7，取样容器1能够深入被测料浆7中取样，取样容器1通过刚性连接杆2连接上方的充填料浓度检测系统3，充填料浓度检测系统3下方设置取样容器清洗管4，取样容器清洗管4能够对取样容器1进行冲洗，充填料浓度检测系统3通过传输线缆5连接浓度测量控制器6，浓度测量控制器6连接自控系统9。

该装置使用过程如下：

S1：将装置安装于合适的位置，用于测试搅拌槽内料浆浓度或者搅拌槽于钻孔之间缓冲料仓内料浆，所测料浆为所有充填材料混合均匀的料浆；

S2：使用前，用清水对取样容器的体积v进行不少于3次校核，对称重传感器进行校核；

S3：在浓度测量控制器中输入颗粒密度值；

S4：就地使用浓度测量控制器或远程使用自控系统进行装置控制，首先点击重量清零按钮，再点击启动按钮开始测量，所测的料浆重量为m；

S5：充填料的密度ρ为m/v,通过浓度测量控制器内置程序设置，密度结果在浓度测量控制器或自控系统上显示；

S6：根据充填料固体颗粒的密度和充填料密度，通过浓度测量控制器内置程序设置，计算质量浓度；浓度测量控制器上的密度和浓度切换按钮，能够将密度与浓度自由转换；

S7：取样容器卸料，将充填料放空，然后采用取样容器清洗管将取样容器清洗干净，以备下次测量使用。

下面结合两个具体实施例予以说明。

实施例1-卧式搅拌机：

如图2所示，在实际应用中，该装置应用于某铜矿卧式搅拌机第二段下料口上方，搅拌机能力120m

实施例2-立式搅拌机：

如图3所示，在实际应用中，该装置应用于某铁矿立式搅拌机下方的缓冲池，首先充填料浆通过Φ2600×3000的两台高浓度搅拌槽进行搅拌，每台立式搅拌机能力为150m

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。