本技術屬于固定建筑物井下采區(qū)充入充填物的方法或裝置，具體涉及一種高濃度尾礦充填背線延伸不泄壓在線增程系統(tǒng)。

背景技術：

1、尾礦充填技術是指將選礦過程中產(chǎn)生的尾礦渣填充到礦井空洞中，從而有效地減少尾礦的排放，避免對環(huán)境造成污染，同時還可以填充礦井空洞，增加地下穩(wěn)定性。

2、尾礦充填技術經(jīng)歷了以下幾個階段：初始階段，最早的礦山充填技術始于20世紀初，主要采用尾礦或廢石進行填充。發(fā)展階段，到了20世紀中葉，隨著采礦工業(yè)的發(fā)展，礦山充填技術逐漸得到重視，出現(xiàn)了一些新的充填工藝和技術手段。創(chuàng)新階段，20世紀末至21世紀初，隨著環(huán)境保護意識的提高和礦產(chǎn)資源的日益枯竭，老舊采空區(qū)充填治理、充填采礦法的推廣，礦山充填技術進入創(chuàng)新階段，出現(xiàn)了許多新型的高效、環(huán)保的充填技術。改進階段，近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，礦山充填技術得到了進一步的改進和完善，提高了采礦效率和充填效果、同時降低了設備造價和環(huán)境污染。

3、目前，尾礦充填一般分為兩種，一種是壓力充填，另一種是自流充填。自流充填較壓力充填而言，雖然自流充填有種種限制條件，但由于它具有設備投入少、運行費用低等優(yōu)點，因此被廣泛使用。

4、現(xiàn)有技術下，礦山的高濃度尾礦自流充填的濃度為70％±2％，該濃度一般為添加水泥、膠結劑、骨料等后的濃度。按設計規(guī)范，在自流充填時，背壓系數(shù)一般控制在6.5，即垂直高度1m的自流充填可以自己流動6.5m的水平距離；而超過這個范圍就要從自流充填改為壓力充填。但是改為壓力充填，就必然要增加壓力充填設施，并建設充填泵組，且還需配備井下硐室、料倉、清洗、液壓等充填輔助設施，因此導致大幅度增加設備投資和費用，且充填速度難以提高，因此大大增加了企業(yè)負擔，降低了企業(yè)效益。對此，現(xiàn)提出如下改進技術方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型解決的技術問題：提供一種高濃度尾礦充填背線延伸不泄壓在線增程系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術下高濃度尾礦充填設備投資費用高，企業(yè)負擔重的技術問題。

2、本實用新型采用的技術方案：一種高濃度尾礦充填背線延伸不泄壓在線增程系統(tǒng)，包括在高位的充填站和在低位的采空區(qū)，還包括充填管道；充填管道連通充填站和采空區(qū)，且充填管道由豎直部和水平部組成。

3、本實用新型的改進在于：充填管道豎直部的起始端連接充填站，且豎直部高度為h；充填管道水平部的末端連接采空區(qū)，且水平部的長度為l1，在前述充填管道背壓系數(shù)h：l＝1：6的位置先、后串聯(lián)安裝壓力容器和濃漿增程泵，其中l(wèi)1＞l，l為壓力容器前端距離充填管道的水平長度。

4、上述技術方案中，作為本實用新型的優(yōu)選技術方案：壓力容器耐壓2.0mpa；壓力容器直徑φ700mm、高度2300mm；濃漿增程泵的輸出壓力為0.4～0.8mpa；其中h：l1＝1：9-10。

5、上述技術方案中，作為本實用新型的優(yōu)選技術方案：壓力容器具有爆破片、二路壓力控制器、電磁閥、電極；當壓力容器內(nèi)壓力超過設計值時，爆破片破裂；二路壓力控制器除了用于顯示壓力容器壓力外，二路壓力控制器根據(jù)設定值控制電磁閥啟閉；電極包括在壓力容器罐體內(nèi)不同高度位置設置的高位電極和低位電極，高位電極和低位電極用于檢測壓力容器內(nèi)的砂漿高度并給電磁閥提供控制信號。

6、上述技術方案中，作為本實用新型的進一步地改進：電極平常不通電，有且僅當二路壓力控制器檢測到壓力容器內(nèi)壓力達到設定值時電極才通電；設定值為正常充填時壓力容器耐壓設計值的一半；當?shù)臀浑姌O檢測到電位信號時，電磁閥開啟；當高位電極檢測到電位信號時，電磁閥閉合。

7、上述技術方案中，作為本實用新型的優(yōu)選技術方案：爆破片、二路壓力控制器、電磁閥設于壓力容器頂部；電極設于壓力容器罐體內(nèi)不同高度位置；壓力容器底端左右兩側分別設有密封管接頭，壓力容器通過密封管接頭分別連接充填管道出口端以及濃漿增程泵進口端。

8、上述技術方案中，作為本實用新型的優(yōu)選技術方案：電磁閥開啟后的每次排氣的時間為2～3秒。

9、上述技術方案中，作為本實用新型的進一步地改進：濃漿增程泵包括在泵體頂端豎直設置的進漿變徑管和在泵體側部水平設置的出漿變徑管。

10、上述技術方案中，作為本實用新型的進一步地改進：濃漿增程泵還包括電動潤滑油脂泵；電動潤滑油脂泵與濃漿增程泵作為整體裝配在一起；且電動潤滑油脂泵先工作，濃漿增程泵后工作；而且濃漿增程泵每工作一段時間就通過電動潤滑油脂泵為濃漿增程泵注入定量的潤滑脂。

11、上述技術方案中，作為本實用新型的進一步地改進：濃漿增程泵還包括變頻器和時間控制柜；變頻器連接濃漿增程泵并控制濃漿增程泵的啟停；時間控制柜連接濃漿增程泵和電動潤滑油脂泵并控制濃漿增程泵和電動潤滑油脂泵的運行時間。

12、上述技術方案中，作為本實用新型的進一步地改進：濃漿增程泵具有動力副葉輪、填料密封結構以及減壓蓋；填料密封結構包括多個旋轉軸唇形密封圈；濃漿增程泵的泵軸同軸適配安裝軸套；軸套外側沿其軸向順次設有第一填料墊、旋轉軸唇形密封圈、水封環(huán)、旋轉軸唇形密封圈、第二填料墊、旋轉軸唇形密封圈、第三填料墊；第一填料墊和第三填料墊的縱截面均為直角梯形結構，且第一填料墊和第三填料墊沿軸向前、后對稱設置；旋轉軸唇形密封圈外緣連通潤滑脂接口；潤滑脂接口傾斜設置，且潤滑脂接口連接電動潤滑油脂泵。

13、本實用新型與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點：

14、1、本實用新型可以將自流充填背壓系數(shù)提高到1：9-10，即充填范圍擴大38.5-53.9％，大大地拓展自流充填的使用范圍，減去井下硐室、液壓等充填輔助設施；并在原有的充填管線末端，在增加最少的設備情況下，降低充填費用，提高充填速度，減輕企業(yè)負擔，增加企業(yè)效益。

15、2、本實用新型壓力容器一側與充填管道密封連接，另一側與濃漿增程泵入口密封連接；當充填管道內(nèi)砂漿流經(jīng)壓力容器時，由于空氣突然增大，原來分散在砂漿中的空氣會向上在壓力容器內(nèi)聚集，砂漿在后續(xù)砂漿推動下，先頭一部分也進入壓力容器內(nèi)，與壓力容器上部的空氣形成動態(tài)平衡，其余進入濃漿增程泵；當壓力容器內(nèi)壓力超過設計值時，通過爆破片排氣，用于保證壓力容器的安全運行。

16、3、本實用新型二路壓力控制器根據(jù)設定值控制電磁閥啟閉，用于保證壓力容器在設計的壓力范圍內(nèi)工作并有效排放氣，實現(xiàn)精確排氣控制；二路壓力控制器具有兩路獨立控制的功能，可以同時控制兩個不同的壓力點，從而實現(xiàn)更靈活和高效的壓力控制。

17、4、本實用新型為了防止電極誤動作，電極平常不通電，有且僅當二路壓力控制器檢測到壓力容器內(nèi)壓力達到設定值時電極才通電；設定值為正常充填時壓力容器耐壓設計值的一半，即保證足夠安全的壓力范圍。

18、5、本實用新型當?shù)臀浑姌O檢測到電位信號時，說明砂漿內(nèi)空氣較多，在容器內(nèi)形成了較大的空間，此時電磁閥開啟，釋放并排出壓力容器內(nèi)的空氣；當高位電極檢測到電位信號時，說明壓力容器內(nèi)的空氣已經(jīng)很少了，此時控制電磁閥閉合，以此循環(huán)，來達到清除砂漿內(nèi)空氣的目的；同時保證不會因為空氣的聚集行成“氣阻”，而影響自流充填的順利進行。

19、6、本實用新型電磁閥開啟后的每次排氣的時間為2～3秒，目的在于用于防止排氣過多時，砂漿的流出。

20、7、本實用新型將電動潤滑油脂泵與濃漿增程泵作為整體裝配在一起，兩者結合既能滿足輸送液體的需求，又能提供潤滑油脂，結構緊湊，功能齊全，保證濃漿增程泵壽命持久地穩(wěn)定運行。

21、8、本實用新型采用成本最低的動力副葉輪+填料密封結構形式，填料密封結構包括多個旋轉軸唇形密封圈，具有密封性能好，適應性強，安裝簡便，可靠性高，價格適中，維護便捷的優(yōu)勢。

22、9、本實用新型選擇濃漿增程泵的優(yōu)勢在于：抗磨和耐腐蝕能力優(yōu)良，使用穩(wěn)定，具有耐久性和可靠性，壽命相對持久。

23、10、本實用新型變頻器控制濃漿增程泵電機的啟停的目的和效果在于：由于本實用新型系統(tǒng)設置在充填管道的末端，此時就要考慮濃漿增程泵電機的啟動問題，因此濃漿增程泵必須使用變頻器來控制泵的啟、停，從而防止電機啟動時，因啟動電流過大對輸電線路造成損害問題的發(fā)生，以及防止因電壓壓降過大造成的電機啟動不起來問題的發(fā)生。

24、11、本實用新型電動潤滑油脂泵工作一段周期后，例如兩個時間段或若干秒，濃漿增程泵才能開機；濃漿增程泵每工作一段時間，便由電動潤滑油脂泵給濃漿增程泵打入一定量的潤滑脂，用于使填料密封結構和動力副葉輪充滿潤滑脂，保證泵體穩(wěn)定運行，相對延長泵體壽命。