一种深锥浓密机泥层高度与泥层压强互算方法

本发明涉及充填技术领域，特别是指一种深锥浓密机泥层高度与泥层压强互算方法。

背景技术：

深锥浓密机被广泛应用于采矿、冶金、化工、废水处理等多个领域，其原理是通过内部耙架转动和上部泥层压强共同作用将固液分离，从而得到浓度较高的底流。在深锥浓密机实际工作中，泥层高度和泥层压强是非常重要的技术参数，因为它直接影响着底流稳定、耙架扭矩、底流浓度等技术参数。泥层压强越大，深锥浓密机内部耙架所承受的扭矩越大，超出承受范围会影响耙架的工作效率；相同条件下，泥层压强越大，深锥浓密机底部尾矿被压得越密实，底流浓度就越大，稳定合理的底流浓度保证了充填体的浓度和强度，这对矿山持续高效率充填也有相当大的意义。

由于深锥浓密机内部料浆材料复杂性，导致装置内部泥层高度和泥层压强很难准确获取。目前来看，泥层高度的测量手段主要有超声波或光学测量仪、重锤式测量仪。超声波或光学测量仪受泥层密度变化、浑浊度、测量探头被料浆附着等因素影响导致测量精度很难满足。重锤式测量仪精度较高但容易与装置内部耙架等装置发生交涉，也有很大局限性。对于泥层压强来讲，其准确性与压强表的安装方式及位置也有很大关系。

基于以上认识，本发明提出一种深锥浓密机泥层高度与泥层压强互算方法。为深锥浓密机泥层高度、泥层压强的测量和底流浓度的控制提供技术方法依据。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种深锥浓密机泥层高度与泥层压强互算方法，基于流体力学理论，将深锥浓密机底部压强分为净水高度压强和泥层高度形成压强之和，理论推导并提出了深锥浓密机泥层高度和压强互算方法。

该方法首先将压强表安装在浓密机底部并连接至数据采集装置或中控室，根据深锥浓密机尺寸参数计算出极限泥层高度；其次测量出溢流状态下净水压强值；然后根据泥层高度和相应的泥层压强数据拟合回归出泥层高度与压强关系式、单位泥层高度压强值；最后将极限泥层高度带入关系式求出极限泥层压强，并以此为依据、根据矿山实际需要做出调整。

具体包括步骤如下：

s1：在深锥浓密机底部安装好压强表，将压强表连接至数据收集装置或中控室，并算得深锥浓密机极限泥层高度hm；

s2：测得深锥浓密机溢流状态下净水压强值p0；

s3：通过线性回归得到单位泥层高度压强p'，从而得到泥层压强和泥层高度关系式；

s4：将s1中得到的极限泥层高度带入s3中得到的关系式中，求得极限泥层压强p极限，从而根据极限泥层压强针对工程需要做出调整。

其中，s1:中极限泥层高度hm为料浆在不跑混状态下达到的最大泥层高度，通过式(1)确定：

hm＝h总-h表-h清(1)

其中h总为深锥浓密机总高度，m；h表为压强表距深锥浓密机底部的距离，m；h清为不跑混情况下最小清液层高度，根据经验值优选地取3m。

s2中净水压强值为深锥浓密机中装满清水时压强表所显示的压强值。

s3中泥层压强和泥层高度关系式(2)：

p＝p0+p'h(2)

其中，p为泥层高度产生的泥层压强，pa；h为泥层的高度，m。

在正常工作情况下，随着泥层高度的增加泥层形成的压强也逐渐增加，测取不少于5组的泥层压强和对应泥层高度数据、回归得到泥层高度和泥层压强的关系曲线，其斜率为单位泥层高度压强p'。

s3中泥层高度采用重锤法或泥层界面仪方法获得，每组测量次数不少于3次，取其平均值作为本组最终泥层高度。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，突破深锥浓密机泥层高度和泥层压强难以准确测量的瓶颈，提出了一种深锥浓密机泥层高度与泥层压强互算方法。主要优势体现在如下三个方面：第一，泥层高度与泥层压强关系式中物理意义较为明确，各个数据测量方法简单快捷，只要在深锥浓密机运行之初在泥层高度与泥层压强之间建立互算关系；第二，应用简单，只需要一个压强表就可以完成实时监测，不需要过多附属装置，减少了生产成本的同时避免了传统测量装置测量误差大乃至仪器失效对生产带来的影响；第三，普适性较好，本发明适应于各种类型尺寸深锥浓密机，只要根据装置特定参数求算出单位泥层压强即可找到泥层压强和泥层高度的互算关系。该方法适用于有色、黑色、贵金属、稀有金属、黄金等各种采用全尾砂膏体充填技术的矿山企业。

附图说明

图1为本发明深锥浓密机泥层高度与泥层压强互算方法结构及参数示意图；

图2为国内某深锥浓密机泥层高度与泥层压强关系图；

图3为国外某深锥浓密机泥层高度与泥层压强关系图。

其中：1-深锥浓密机，2-压强表，3-数据采集器，4-重锤式测量仪

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。

本发明提供一种深锥浓密机泥层高度与泥层压强互算方法。

如图1所示，本方法首先将压强表安装在浓密机底部并连接至数据采集装置或中控室，根据深锥浓密机尺寸参数计算出极限泥层高度；其次测量出溢流状态下净水压强值；然后根据泥层高度和相应的泥层压强数据拟合回归出泥层高度与压强关系式、单位泥层高度压强值；最后将极限泥层高度带入关系式求出极限泥层压强，并以此为依据、根据矿山实际需要做出调整。

具体包括步骤如下：

s1：在深锥浓密机1底部安装好压强表2、将压强表2连接至数据采集器3，并算得深锥浓密机极限泥层高度hm；

所述的极限泥层高度hm为料浆在不跑混状态下达到的最大泥层高度，通过式(1)确定：

hm＝h总-h表-h清(1)

其中h总为深锥浓密机总高度，m；h表为压强表距离深锥浓密机底部的距离，m；h清为不跑混情况下最小清液层高度，根据经验值一般取3m。h水为净水高度。

s2：测得深锥浓密机溢流状态下净水压强值p0；

所述的净水压强值为深锥浓密机中装满清水时压强表所显示的压强值。

s3：通过线性回归得到单位泥层高度压强p',从而得到泥层压强和泥层高度关系式(2)：

p＝p0+p'h(2)

其中p为泥层高度产生的泥层压强，pa；h为泥层的高度，m；在正常工作情况下，随着泥层高度的增加泥层形成的压强也逐渐增加，测取不少于5组的泥层压强和对应泥层高度数据回归得到泥层高度和泥层压强的关系曲线，其斜率为单位泥层高度压强。

s4：将s1中得到的极限泥层高度带入式(2)求得极限泥层压强p极限，可根据极限泥层压强针对工程需要做出调整。

其中，s3中泥层高度采用重锤式测量仪4或泥层界面仪方法获得，每组测量次数不少于3次，取其平均值作为本组最终泥层高度。

下面结合具体实施例予以说明。

实施例1

某铁矿采用国内某厂家深锥浓密机，该浓密机直径14m，总高12m，直壁高度8m，锥底深度4m，锥角30°，扭矩120万nm，处理能力79t/h，底流浓度65％。

首先将压强表安装在深锥浓密机底部，该压强表安装在距深锥浓密机底部1.6m处，并连接至信息采集装置。根据厂家提供的深锥浓密机的各个参数通过式(1)计算出深锥浓密机极限泥层高度为7.4m，然后将整个深锥浓密机充满水、不进尾砂，测得此时的压强p0为102.0kpa，然后将水全部放出、逐渐加入尾料，通过对不同泥层高度和压强进行实测，如表1所示。

表1国内某深锥浓密机泥层高度与泥层压强关系

根据表1中的数据拟合回归出单位泥层高度压强变化p'＝12.066kpa/m，得到泥层压强与泥层度关系式(3)：

p＝12.066h+102(3)

绘制泥层高度和泥层压强关系图，如图2所示。从式中可以看出当泥层高度为0m时，理论压强值为106.6kpa,与实测值102.0kpa相似。最后基于式(3)带入极限泥层高度hm求得极限泥层压强为191.3kpa,并以此为依据、根据实际需要调节泥层高度。

实施例2

某铜矿采用国外某厂家深锥浓密机，该浓密机直径18m，总高16.6m，直壁高度10m，锥角30°，扭矩270万nm，处理能力5000t/d，最大底流流量为265m³/h，底流浓度70％。

首先将压强表安装在深锥浓密机底部，该压强表安装在距深锥浓密机底部1.5m处，并连接至信息采集装置。根据厂家提供的深锥浓密机的各个参数通过式(1)计算出深锥浓密机极限泥层高度为12.1m，然后将整个深锥浓密机充满水、不进尾砂，测得此时的压强p0为140.0kpa，然后将水全部放出、逐渐加入尾料，通过对不同泥层高度和压强进行实测，如表2所示。

表2国外某深锥浓密机泥层高度与泥层压强关系

根据表2中的数据拟合回归出单位泥层高度压强变化p'＝6.5992kpa/m，得到泥层压强与泥层度关系式(4)：

p＝6.5992h+140(4)

绘制泥层高度和泥层压强关系图，如图3所示。从式中可以看出当泥层高度为0m时，理论压强值为140.83kpa,与实测值140.0kpa基本一致。最后基于式(4)带入极限泥层高度hm求得极限泥层压强为219.85kpa,并以此为依据、根据实际需要调节泥层高度。

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。