充填系統是用於採集、加工、貯存和製備充填材料，向採空區輸送和堆放充填材料，使充填材料脫水和處理污水等的設備、設施、井巷工程和構築物的總稱。
基本介紹
- 中文名：充填系統
- 外文名：filling system
- 學科：礦山工程
- 出現時間：19世紀80年代
- 分類：乾式、水砂和膠結充填系統
- 作用：採空區充填
分類,工藝流程,系統配置,套用,
分類
按充填材料，將充填系統分成乾式充填系統、水砂充填系統和膠結充填系統。有時需要把幾種充填系統結合起來使用。例如用乾式充填系統對空場採礦法採空區進行嗣後充填，同時用膠結充填系統向碎石充填料中混入水泥砂漿。
工藝流程
廢石膠結充填工藝的主體流程為：採集或製備廢石集料，製備水泥漿或砂漿，廢石集料與水泥漿分流輸送到井下充填料混合點，水泥漿或砂漿在井下混合點通過重力方式與廢石集料初步混合製備成廢石膠結充填混合料，通過機械輸送或自重輸送將充填料充人採空區。
廢石膠結充填新技術所選用的集料、混合方式和采場充填方式的多樣性，構成了不同的膠結充填工藝類型。目前在國內外實際套用較廣的廢石原料主要為自然級配廢石集料，包括掘進廢石、剝離廢石、採石和天然集料。其中掘進廢石和天然集料可不經破碎直接使用；露天礦剝離廢石則一般需經破碎。而出於無廢開採的目標則往往採用掘進廢石和露天礦剝離廢石。
混合方式主要有直接重力混合和溜槽重力混合，均在井下進入采場前混合。前者如豐山銅礦的廢石水泥漿直接重力混合和銅坑錫礦的廢石砂漿直接重力混合，後者如基德克里克銅礦的廢石水泥漿溜槽重力混合。但值得指出的是，廢石膠結充填料的混合併不是一次性完成的，而是結合採場充填過程多次混合。充填料輸送方式主要為分流輸送，即廢石集料與膠結劑漿料分流輸送到井下，經初步混合後再次輸送或直接充人採空區。因此，輸送廢石膠結充填料的全過程包括廢石料、水泥漿或砂漿、廢石膠結混合料的輸送方式。廢石料的輸送方式主要有自重輸送、帶式輸送、運料車輸送、無軌鏟運機輸送和電耙輸送。水泥漿或砂漿均通過管道自流或泵壓輸送，一般以低濃度狀態輸送，其技術成熟，工藝較單一。經初步混合後的廢石膠結充填料的輸送方式包括自重輸送、運料車輸送、無軌鏟運機輸送和電耙輸送。其中運料車包括無軌翻斗車、拋擲充填車和機車。
系統配置
充填系統包括廢石集料製備站、水泥漿或砂漿製備站、料漿與廢石輸送系統，以及充填料井下輸送系統(圖1)。
圖1 豐山銅礦充填系統流程廢石料破碎站：加工廢石料，並轉運到廢石充填井。一般包括廢石原料倉、廢石破碎機和輸送沒備。水泥漿或砂漿製備站：將水泥製備成漿料，或將水泥與細砂混合製備成砂漿。一般包括散裝水泥倉和高濃度攪拌機。水泥倉的下部一般安裝有給料輸送機。
井下充填材料轉運子系統：包括主廢石井、中段水平轉運系統、中段充填井，以及水泥漿輸送管道。
套用
使用充填採礦法的礦山和採用空場採礦法開採時對採空區進行嗣後充填處理的礦山，一般都設有充填系統。設計充填系統的充填能力時，應充分考慮礦山生產多環節的特點和各環節間的不均衡性，在充填能力方面要留有餘地，使采出礦石和充填採空區保持平衡，從而提高礦山的經濟效益和生產能力。提高充填系統的機械化和自動化水平，對提高礦山的經濟效益和生產能力具有很大的作用。輸送充填材料的設備和設施是充填系統中的重要環節，充填系統能否正常工作常常取決於輸送充填材料的設備和設施能否正常工作。
美國於19世紀80年代開始使用水砂充填系統。南非的布萊肯(Bracken)金礦於1924年首先使用膠結充填系統。中國撫順煤礦於20世紀50年代使用水砂充填系統，金屬礦山在50年代主要使用乾式充填系統，60年代後先後使用水砂充填和膠結充填系統。80年代，蘇聯、中國和西歐北美各國一些礦山的充填系統已實現機械化和自動化。
