一种赤泥压滤井下协同充填方法及系统与流程

本申请实施例涉及赤泥充填，尤其涉及一种赤泥压滤井下协同充填方法及系统。

背景技术：

1、我国氧化铝工业每年产生赤泥超过1亿吨，以地表堆存为主，不仅占用大量土地资源，其强碱性物质渗漏还存在着较高的土壤及地下水污染风险。将赤泥与胶凝材料混合制备成充填料浆并输送至井下采空区，是实现“一废治两害”的主流技术路线，然而，随着矿山开采深度不断增加，深度超过800m的超深井的充填作业面临新的技术挑战。

2、在超深井中，若采用传统的高压泵送方式将充填料浆从地表输送至井下，输送管道需要承受极大的管道压力，通常需要至少10mpa的泵送压力，不仅设备成本高昂，而且能耗巨大。制备充填料浆所需的滤饼含水率一般为5~10%，若在地表直接对赤泥浆进行压滤深度脱水至含水率5~10%，虽然可以减少井下干燥的负担，但深度脱水过程本身需要较大的能耗，且脱水设备的投资成本较高。若将高含水率的赤泥浆直接输送至井下处理，则又面临井下空间有限、施工条件复杂等制约。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种赤泥压滤井下协同充填方法及系统，能够降低充填工艺能耗。

2、第一方面，本申请实施例提供一种赤泥压滤井下协同充填方法，包括：在地表对赤泥浆进行压滤处理得到滤饼以及压滤液；其中，所述滤饼具有预定含水率，所述预定含水率大于制备充填料浆所需的滤饼含水率；将所述滤饼投放至井筒中，所述滤饼在所述井筒中在重力的作用下下落至所述井筒的底部，将所述压滤液输送至井下水仓作为制备用水，将胶凝材料输送至井下；在井下至少利用地热对所述滤饼进行干燥处理以及利用地热对所述井下水仓中的制备用水进行加热；在井下将所述滤饼、胶凝材料和制备用水输送至搅拌机构中进行搅拌，得到充填料浆；将所述充填料浆输送至井下待充填区域进行充填。

3、可选的，所述对赤泥浆进行压滤处理得到滤饼，包括：所述预定含水率为：10~15%；得到所述滤饼的粒径为：10~100mm；得到所述滤饼的厚度为：5~40mm。

4、可选的，所述赤泥压滤井下协同充填方法还包括：所述滤饼在井筒中的下落过程中，所述滤饼与所述井筒中的空气相对运动，所述井筒中的空气在所述滤饼的表面形成气流，所述滤饼表面的颗粒被所述气流剥离，暴露出新的表面，同时剥离位置形成局部低压区，促进所述滤饼内部的水分向表面扩散。

5、可选的，所述赤泥压滤井下协同充填方法还包括：所述滤饼在井筒中的下落过程中，利用所述井筒中的回风气流对所述滤饼形成向上的阻力延长所述滤饼的下落时间。

6、可选的，所述利用所述井筒中的回风气流对所述滤饼形成向上的阻力延长所述滤饼的下落时间，包括：回风井与所述井筒的连接位置设在所述井筒的中上部，所述井筒底部至所述回风井与所述井筒的连接位置之间的井筒段为回风作用区段；所述回风作用区段内形成有自下而上的回风气流；所述回风气流与所述滤饼逆流接触形成向上的阻力，利用所述回风气流对所述滤饼的阻力延长所述滤饼的下落时间。

7、可选的，所述在井下将所述滤饼、胶凝材料和制备用水输送至搅拌机构中包括：利用计量输送秤对所述滤饼进行计量，利用计量秤对所述胶凝材料进行计量，利用流量计对所述制备用水进行计量，以控制所述滤饼、胶凝材料和制备用水输入所述搅拌机构的配比。

8、可选的，在将所述滤饼输送至所述搅拌机构进行搅拌之前还包括：检测所述滤饼的实时含水率；当所述滤饼含水率数据发生波动时，根据预设物料平衡模型，调整所述滤饼、胶凝材料和/或制备用水输入所述搅拌机构的量。

9、可选的，所述根据预设物料平衡模型，调整所述滤饼、胶凝材料和/或制备用水输入所述搅拌机构的量，包括：制备单位质量充填料浆所需的滤饼质量、胶凝材料质量和制备用水质量满足以下公式关系：

10、mfilter×(1-w1)/(mfilter+mcement+mwater)=c0；

11、mcement/(mfilter+mcement+mwater)=r；

12、mwater=mfilter×w1+△w；其中，mfilter为滤饼质量，mcement为胶凝材料质量，mwater为制备用水质量，c0为充填料浆的目标质量浓度，r为预设胶凝材料掺比，w1为滤饼实时含水率，△w为根据充填料浆的目标质量浓度和实测滤饼的含水率计算的需要补充的水的质量。

13、第二方面，本申请实施例提供一种赤泥压滤井下协同充填系统，用于实施第一方面任一项所述的赤泥压滤井下协同充填方法，包括：压滤机，所述压滤机设置有赤泥浆进料口、滤饼出料口和压滤液出口，所述压滤机用于对赤泥浆压滤产生具有预定含水率的滤饼；井筒，所述滤饼出料口与所述井筒的顶部入口相连通，用于使所述滤饼在重力的作用下下落至所述井筒的底部；井下滤饼储存仓，所述井筒的底部与所述井下滤饼储存仓的进料口相连通；井下水仓，所述井下水仓与所述压滤液出口相连通；搅拌机构，所述搅拌机构用于对输入所述搅拌机构的赤泥材料、胶凝材料和制备用水进行混合搅拌制备充填料浆；充填泵，所述充填泵的入口与所述搅拌机构的充填料浆出料口b相连通，所述充填泵用于将制备的充填料浆输送至井下待充填区域；其中，所述压滤机设在地表，所述搅拌机构和所述充填泵设在井下。

14、可选的，所述赤泥压滤井下协同充填系统还包括回风井；所述回风井与所述井筒相连通，所述回风井斜向上延伸，且所述回风井与所述井筒的夹角为30~60°。

15、本申请提供的一种赤泥压滤井下协同充填方法及系统，具有如下有益效果：

16、1. 在地表对赤泥浆进行压滤处理得到滤饼，滤饼具有预定含水率，所述预定含水率大于制备充填料浆所需的滤饼含水率，不需要利用工业能源对滤饼压滤至较低的制备充填料浆所需的滤饼含水率，降低滤饼干燥处理的能耗；

17、2. 将滤饼投放至井筒中，滤饼在井筒中在重力的作用下下落输送至井筒底部，降低输送滤饼的能耗；

18、3. 将压滤液作为制备用水，减少充填工艺中产生的外排废水的量，降低对外排废水的处理能耗；

19、4. 利用矿井中的地热对滤饼进行干燥处理以及对制备用水加热，降低利用工业能源对滤饼进行干燥处理以及制备用水加热的能耗；

20、5. 将滤饼、制备用水和胶凝材料输送至井下，在井下对原料进行搅拌制备充填料浆，并输送至井下待充填区域进行充填，能够降低泵送压力，从而降低泵送充填料浆所需的能耗。

1.一种赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，所述对赤泥浆进行压滤处理得到滤饼，包括：所述预定含水率为：10~15%；得到所述滤饼的粒径为：10~100mm；得到所述滤饼的厚度为：5~40mm。

3.根据权利要求1所述的赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，还包括：所述滤饼在井筒中的下落过程中，所述滤饼与所述井筒中的空气相对运动，所述井筒中的空气在所述滤饼的表面形成气流，所述滤饼表面的颗粒被所述气流剥离，暴露出新的表面，同时剥离位置形成局部低压区，促进所述滤饼内部的水分向表面扩散。

4.根据权利要求1所述的赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，还包括：所述滤饼在井筒中的下落过程中，利用所述井筒中的回风气流对所述滤饼形成向上的阻力延长所述滤饼的下落时间。

5.根据权利要求4所述的赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，所述利用所述井筒中的回风气流对所述滤饼形成向上的阻力延长所述滤饼的下落时间，包括：

6.根据权利要求1所述的赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，所述在井下将所述滤饼、胶凝材料和制备用水输送至搅拌机构中包括：

7.根据权利要求1所述的赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，在将所述滤饼输送至所述搅拌机构进行搅拌之前还包括：

8.根据权利要求7所述的赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，所述根据预设物料平衡模型，调整所述滤饼、胶凝材料和/或制备用水输入所述搅拌机构的量，包括：

9.一种赤泥压滤井下协同充填系统，用于实施权利要求1~8任一项所述的赤泥压滤井下协同充填方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的赤泥压滤井下协同充填系统，其特征在于，还包括回风井；所述回风井与所述井筒相连通，所述回风井斜向上延伸，且所述回风井与所述井筒的夹角为30~60°。