矿山堵水帷幕湖泥浆液制备工艺及其设备的制作方法【技术领域】[0001 ] 本发明涉及矿山帷幕注浆【技术领域】。[0002]随着我国对矿产资源需求量的增加和开采强度的不断加大，矿山开采过程中排水带来的一系列环境、水资源保护及安全等问题日益凸显。矿山帷幕注浆技术能够有效解决保护区域地下水环境与安全开采矿产资源之间的矛盾，其应用越来越广泛，在选择湖泥-水泥混合浆液注浆时，湖泥浆液制备一般采用传统的“浸泡法”，或采用简单工艺(例如在先公开的“矿山堵水帷幕湖泥混合浆液及其制备方法”)，其原料来源窄，制备效率低，质量较差，废浆产生多，合格率低，无法达到工业化生产要求，故导致现阶段多数帷幕注浆施工进度缓慢，施工质量难以保证。
[0003]本发明的目的是改进一种高效的矿山堵水帷幕湖泥浆液制备工艺及其设备，特点是与已有技术相比，可采用各种湖泥作为原材料，原材料价格低廉、广泛易得，大大扩大了对湖泥的原料来源，更有利于环保；且比已有技术制成的湖泥浆液性能更稳定、含沙量低、比重高、质量大为提高，合格率大为增加，设备配置合理，制备效率大为提升，在提高质量的同时，同时达到了湖泥浆液工业化制备的要求，成本低，设备配置合理，具有重大的经济效益和社会效益。[0004]本发明之一的主要技术方案是:一种矿山堵水帷幕湖泥浆液制备工艺，具体包括以下步骤: 1)湖泥处理工艺: ①各种湖泥原料均可使用，将进场的湖泥通过湖泥拱筒烘干机烘干；
②用湖泥粉碎机将大块湖泥粉碎成小块湖泥；
③通过湖泥筛石机将湖泥块中的石块进行筛分；
④用湖泥研磨机对小块湖泥块进行研磨；
⑤研磨后的湖泥进入湖泥除沙机进行除沙；
针对各种湖泥原料，经过上述处理工艺，最终处理后的湖泥满足含水量不大于20%，以降低粘性，便于粉碎、研磨；含沙量不大于10%以便于设备正常运转，减少废浆产生；
2)湖泥净原浆制备工艺:
①通过湖泥传送带将处理后的湖泥运送到制浆机；
②通过传送带的传送，湖泥变频供水泵变频供水，制浆机将湖泥制成湖泥原浆；
③湖泥原浆通过净化机再次除去细沙等杂质，得到湖泥净原浆；
④经除砂后的湖泥净原浆存放在精浆池中，同时由湖泥比重监测器实时监测:
如监测的比重数据符合实际要求值，则将达标的湖泥净原浆存放于储浆池中； 如监测的比重数据不符合实际要求值，则将湖泥净原浆代替制备湖泥原浆的水送入制浆机，湖泥变频供水泵停止工作，重复以上湖泥净原浆制备工艺的②、③、④的步骤，直到制备出达标的湖泥净原浆为止，并将达标的湖泥净原浆存放于储浆池中；
通过上述湖泥浆液制备工艺，针对不同性质的湖泥块，到达储浆池中的浆液应满足含沙量在O~5%之间，比重在1.3~1.7g/cm3之间，
优选为比重在1.51~1.7g/cm3之间。
[0005]据上述的矿山堵水帷幕湖泥制备工艺所用的设备，其特征在于由以下设备及仪表构成:湖泥粉碎机、湖泥传送带、湖泥变频供水泵、湖泥制浆机、湖泥净化机；增加以下设备:湖泥拱筒烘干机、湖泥筛石机、湖泥研磨机、湖泥除沙机和湖泥比重监测器，其设备连接关系为:湖泥拱筒烘干机和湖泥粉碎机相连，湖泥粉碎机和湖泥筛石机相连，湖泥筛石机和湖泥研磨机相连，湖泥研磨机和湖泥除沙机相连，湖泥除沙机通过湖泥传送带和制浆机相连，变频供水泵和制浆机相连，制浆机和净化机相连；净化机与储浆池相连，净化机还与和制浆机相连。
[0006]优选，所述的湖泥粉碎机型号为2PGC900X900，粉碎湖泥块的效率为60m3/h，同时在底部加设了直径为IOcm的滤网，粉碎后的泥块直径不大于IOcm ；
优选，湖泥传送带带速率为1.6m/s，传送湖泥块的效率为60m3/h ；
优选，湖泥变频供水泵型号为QDX65-7-2.2，供水效率为20~60m3/h，设有变频装置，其供水效率由变频器控制；
优选，湖泥制浆机 型号为NJ-50，其制浆效率不低于120m3/h ；
优选，湖泥净化机型号为HA-S200，其利用旋流除沙的原理，净化速率不小于120m3/h，净化后湖泥浆液中不存在0.075mm以上的杂质；
优选，湖泥拱筒烘干机型号为YR280M-4，烘干效率不低于60m3/h，通过烘干机后的湖泥含水量不大于20% ；
优选，湖泥筛石机型号为GTS-1236，筛分效率不低于60m3/h，经筛石机筛分后，不存在3cm以上的石块；
优选，湖泥研磨机的型号为7R4628，研磨效率不低于60m3/h，研磨后粒度不大于2mm ；优选，湖泥除沙机的型号为YA-1536，筛面层数为3层，除沙效率不低于60m3/h，过滤粒径为0.075mm,理论除沙率为99% ；
湖泥比重监测器及相关软件为自形研发产品，其监测范围为1.0~2.0g/cm3。
[0007]矿山帷幕注浆工程具有保护地下水环境、保证矿山安全开采等作用，其中应用的注浆原材料制备成基浆的特性对帷幕注浆施工及形成的帷幕体质量来说也至关重要，选择高效的制浆工艺可以达到优质的注浆效果，反之，则会出现注浆进度慢、注浆效果不理想的现象。
[0008]湖泥是在湖泊沉积物沉积过程中经过交合作用形成的淤泥，在沉积过程，湖泥中不同成分下沉速度不同(沙粒先下沉，粘粒后下沉)，导致其进场湖泥含沙量、含水量性质各异，本发明利用了 “湖泥失水粘性降低，便于粉碎、除杂”的特点，并针对各种湖泥原料含水量、含沙量不同的特点，在浆液制备工艺前采用了技术手段(烘干机烘干、粉碎机粉碎、筛石机除石、除沙机除沙等)，使得各种湖泥经处理后都能够满足含水量不大于20%，含沙量不大于10%的要求，在湖泥净原浆制备过程中，采取流程循环加工特殊手段，加强了对湖泥净原浆质量控制，保证使其湖泥净原浆质量合格率达100%。综上所述，针对各种湖泥原料，本发明主要应用了 “湖泥预处理”及“部分流程循环加工”的技术手段，使得最终制备的湖泥净原浆能够满足生产要求。
[0009]本发明的技术效果是:主要特点与已有技术相比，本发明不仅可采用各种湖泥作为原材料，原材料价格低廉、广泛易得，大大扩大了对湖泥的原料来源，更有利于环保；而且比已有技术制成的湖泥浆液性能更稳定，具体体现为含沙量低、比重高，因而质量大为提高，合格率大为增加。通过改进后的设备配置合理，制备效率大为提升，在满足质量要求的同时，同时达到了湖泥浆液工业化制备的要求，具有重大的经济效益和社会效益。



[0010]图1为本发明的制备工艺流程框图。
[0011]其中，1-湖泥堆放区，2-湖泥拱筒烘干机，3-湖泥粉碎机，4-湖泥筛石机，5-湖泥研磨机，6-湖泥除沙机，7-传送带，8-湖泥制浆机，9-湖泥变频供水泵，10-粗浆池，11-净化机，12-精浆池，13-湖泥比重监测器，14-储浆池。

[0012]为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
[0013]1、制备工艺实施例:参见图1，经过以下步骤:
1)湖泥处理工艺:
①各种湖泥原料均可使用，将进场湖泥通过湖泥拱筒烘干机烘干；
②用湖泥粉碎机将大块湖泥粉碎成小块湖泥；
③通过湖泥筛石机将湖泥块中的石块进行筛分；
④用湖泥研磨机对小块湖泥块进行研磨；
⑤研磨后的湖泥进入湖泥除沙机进行除沙；
针对各种湖泥原料，经过上述处理工艺，最终处理后的湖泥满足含水量不大于20%，以降低粘性，便于粉碎、研磨；含沙量不大于10%以便于设备正常运转，减少废浆产生；
2)湖泥净原浆制备工艺:
①通过湖泥传送带将处理后的湖泥运送到制浆机；
②通过传送带的传送速度，湖泥变频供水泵变频供水，制浆机将湖泥制成湖泥原浆；
③湖泥原浆通过净化机再次除去细沙等杂质，得到湖泥净原浆；
④经除砂后的浆液存放在精浆池中，同时由湖泥比重监测器实时监测；
⑤如监测的比重数据符合实际要求值，则将达标的湖泥净原浆存放于储浆池中；
⑥如监测的比重数据不符合实际要求值，则将湖泥净原浆代替制备湖泥原浆的水送入制浆机，湖泥供水泵停止工作，重复②、③、④、⑤步骤，直到制备出达标的湖泥净原浆为止。
[0014]⑦通过上述湖泥浆液制备工艺，针对不同性质的湖泥块，到达储浆池中的浆液应满足含沙量在O~5%之间，比重在1.3~1.7g/cm3之间即可，优选比重在1.51~1.7g/cm3之间，制备效率不小于100m3/h，合格率达100%。
[0015]湖 泥浆液制备实施例:
实施例1工艺同上述，湖泥技术参数为:小于0.075mm的颗粒含量为92.6% ;含沙量为7.4% ;塑限指标:塑性指数18.5。
[0016]将此湖泥经过湖泥处理工艺，处理后的湖泥技术参数为:含水量15%，含沙量为
6.3%ο
[0017]经过湖泥净原浆制备工艺，制备出的湖泥净原浆技术参数为:含沙量为0.3%，比重为1.52~1.62 g/cm3，湖泥浆液制备效率为125m3/h。合格率达100%。
[0018]实施例2
工艺同上述，湖泥技术参数为:小于0.075mm的颗粒含量为64.1% ;含沙量为35.9% ;塑限指标:塑性指数12.2。
[0019]将此湖泥经过湖泥处理工艺，处理后的湖泥技术参数为:含水量12%，含沙量为
7.5%。
[0020]经过湖泥净原浆制备工艺，制备出的湖泥净原浆技术参数为:含沙量为1.5%，比重为1.51~1.65g/cm3，湖泥浆液制备效率为110m3/h。合格率达100%。
[0021]实施例3
工艺同上述，湖泥技术参数为:小于0.075mm的颗粒含量为56% ;含沙量为44% ;塑限指标:塑性指数28.9。
[0022]将此湖泥经过湖泥处理工艺，处理后的湖泥技术参数为:含水量10.8%，含沙量为
8.1%。
[0023]经过湖泥净原浆制备工艺，制备出的湖泥净原浆技术参数为:含沙量为2.1%，比重为1.51~1.62g/cm3，湖泥浆液制备效率为105m3/h。合格率达100%。
[0024]实施例4
工艺同上述，湖泥技术参数为:小于0.075mm的颗粒含量为72.6% ;含沙量为27.4% ;塑限指标:塑性指数10.2。
[0025]将此湖泥经过湖泥处理工艺，处理后的湖泥技术参数为:含水量11.3%，含沙量为
6.8%ο
[0026]经过湖泥净原浆制备工艺，制备出的湖泥净原浆技术参数为:含沙量为0.8%，比重为1.53~1.68g/cm3，湖泥浆液制备效率为120m3/h。合格率达100%。
[0027]实施例5
工艺同上述，湖泥技术参数为:小于0.075mm的颗粒含量为68.1% ;含沙量为31.9% ;塑限指标:塑性指数13.8。
[0028]将此湖泥经过湖泥处理工艺，处理后的湖泥技术参数为:含水量9.8%，含沙量为
7.2%。
[0029]经过湖泥净原浆制备工艺，制备出的湖泥净原浆技术参数为:含沙量为1.0%，比重为1.50~1.58g/cm3，湖泥浆液制备效率为113m3/h。合格率达100%。
[0030]实施例6
工艺同上述，湖泥技术参数为:小于0.075mm的颗粒含量为61.2% ;含沙量为38.8% ;塑限指标:塑性指数10.7。
[0031]将此湖泥经过湖泥处理工艺，处理后的湖泥技术参数为:含水量10.2%，含沙量为
6.9%ο[0032]经过湖泥净原浆制备工艺，制备出的湖泥净原浆技术参数为:含沙量为1.1%，比重为1.52~1.69g/cm3，湖泥浆液制备效率为123m3/h。合格率达100%。
[0033]注:实施例1、2、3、4、5、6的湖泥用江西城门山铜矿附近的赛湖底淤泥(湖泥)，或用其他处的湖底淤泥(湖泥)。均可达到要求效果。
[0034]以下是用江西城门山铜矿附近的赛湖底淤泥(湖泥)的有关参数表。
[0035]表1