一种充填浆料的连续混合方法以及连续混合和输送系统与流程

本技术涉及尾矿或矸石连续性搅拌混合的，具体而言，涉及一种尾矿或矸石连续性搅拌混合并输送的方法和系统。

背景技术：

1、在采矿领域，煤矸石的大量堆放，不仅压占土地，影响生态环境，矸石淋溶水污染周围土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，影响矿区居民的身体健康。煤矿开采活动留下大量采空区，如果未及时进行处理，采空区规模越来越大，会造成采空区顶板岩层突然垮落，不仅危及井下作业安全，而且会引起覆岩层甚至地表层的移动和变形，严重时会导致地表塌陷、地裂缝等重大地质灾害，对地表建筑物造成严重破坏。

2、充填开采是从源头防止地表沉陷，实现以最小生态扰动获取矿产资源，把对生态环境、水土资源和基础设施的影响限制在最低范围内的绿色开采方式。因其安全性、适应性、环保、经济效益等逐步在矿山市场推广，既能处理已有矸石、尾砂、固体废弃物，降低环境污染、矿难事故，又能增加矿山产能，延长寿命。

3、因此，井下直接分选并充填采空区，是解决矸石占用耕地和环境污染的最佳方法。因此，井下矸石不升井填充，根据矿井下的情况，开发集成化、小型化、智能化、移动式的矸石浆料混合设备，不仅可以改善生态环境，而且具有广阔的市场应用前景与工程实际意义。

4、针对现有充填方式，希望提供一种充填浆料连续混合的方法和系统，从而实现浆料的集成化、智能化的充填。

技术实现思路

1、充填浆料是由一定比例的固体物料(如干粉等)与一定比例的液体(如水等)进行有效混合得到的，能够流动并且不能有水包灰气泡。浆料在混合罐中充分混合并且及时供给排出泵系统，并保持混合罐中物料液位在一定的安全范围内，同时也要保障排出泵浆料充足的运行，这对于物料混合控制系统要求非常高，控制异常则会有多种问题与危害：料水比例不足将不能起到充填效果；搅拌不充分则会造成堵管风险；搅拌量不足则会造成下端排出泵吸空；排出不足则会造成搅拌罐溢流。任何一个问题的发生都将会中断充填作业，甚至会造成设备损坏。为了安全、有效地应用混合系统完成充填作业任务，需要对混合系统控制稳定性进行开发。

2、本技术的目的在于提供一种对充填浆料进行连续混合的方法和系统，可实现根据浆料特性，将浆料按比例混合搅拌，并有效地连续供给充填泵橇。

3、为了尽可能减轻或避免以上提到的问题，根据本发明的一方面，发明人开发了一种充填浆料的连续混合方法，其包括：固体物料稳定输送过程，其中以设定的供料量供给所述固体物料；液体稳定供给过程，其中以设定的供液量供给所述液体；以及浆料稳定混合搅拌和稳定排出过程，其中对所述固体物料和所述液体进行稳定的混合搅拌以形成具有设定浓度的浆料，并且将所述浆料以设定的流量连续稳定的排出，其中通过自适应算法控制系统对所述固体物料稳定输送过程、所述液体稳定供给过程以及所述浆料稳定混合搅拌和稳定排出过程进行集成控制，从而连续稳定地排出所述浆料。

4、进一步地，在混合开始之前，所述自适应算法控制系统根据所述浆料的设定浓度自动计算需要供给的所述固体物料和所述液体的比例，并且根据不同时段的控制需求自动切换控制算法，通过控制供给所述固体物料的输送装置的输送速度来控制所述固体物料的供给量，通过控制所述液体的流量来控制所述液体的供给量，从而使得以具有所述设定浓度的所述浆料中的所述固体物料和所述液体的比例来供应所述固体物料和所述液体。

5、进一步地，当供给了设定量的所述固体物料和所述液体时，所述自适应算法控制系统控制搅拌装置开始对所述固体物料和所述液体进行稳定的混合搅拌以达到设定的混合程度。

6、进一步地，当所述固体物料和所述液体被搅拌到设定的所述混合程度以形成具有所述设定浓度的所述浆料时，所述自适应算法控制系统控制排出装置以设定的流量连续稳定地排出所述浆料。

7、进一步地，所述自适应算法控制系统根据需要还能够控制排出的所述浆料的一部分返回到所述搅拌装置中以进行进一步的搅拌。

8、进一步地，在开始排出所述浆料之后，所述自适应算法控制系统基于反馈的所述浆料的排出量来实时调节所述固体物料和所述液体的供应量，以使得所述搅拌装置中的液位始终保持在安全液位范围内。

9、进一步地，在混合结束之后，所述自适应算法控制系统控制所述固体物料的所述输送装置停止输送所述固体物料，并且自动切换控制算法以控制所述液体以设定的流量继续供应设定的时间以对整个混合系统进行清洗。

10、进一步地，在开始排出所述浆料之后，所述自适应算法控制系统基于由液位测量计测量的所述浆料的液位来自动调整所述固体物料和所述液体的排入流量以及所述浆料的排出流量，以使所述浆料的液位始终保持在安全液位范围内。

11、进一步地，所述自适应算法控制系统包括pid算法控制系统。

12、进一步地，所述固体物料为矸石、尾砂、水泥、粉煤灰中的任一种或其任意组合。

13、进一步地，所述液体包括水或水溶液。

14、根据本发明的另一方面，发明人提出了一种充填浆料的连续混合和输送系统，其包括混合系统、泵送系统和自适应算法控制系统，所述混合系统用于对形成所述充填浆料的原料进行混合，所述泵送系统连接到所述混合系统并且用于将所述混合系统中的所述充填浆料泵送到充填位置，并且所述自适应算法控制系统用于对所述混合系统和所述泵送系统进行控制以使得连续稳定地输送所述充填浆料。

15、进一步地，所述混合系统包括输送装置、混合装置和排出装置，所述输送装置用于将形成所述充填浆料的原料输送到所述混合装置，所述混合装置用于对从所述输送装置输送的所述原料进行混合，并且所述排出装置连接到所述混合装置并且将所述混合装置中混合后的所述充填浆料排出。

16、进一步地，所述原料包括固体物料和液体，所述输送装置包括用于储存所述固体物料的储料斗和用于输送所述固体物料的输送器以及用于供给所述液体的液体输送管汇。

17、进一步地，所述输送装置、所述混合装置和所述排出装置集成一体，并且所述自适应算法控制系统对所述输送装置、所述混合装置和所述排出装置进行一体化智能控制，使得所述输送装置的所述固体物料的输送速度和所述液体的流量、所述混合装置的搅拌速度和所述浆料的液位以及所述排出装置的排出速度相匹配，从而能够连续稳定地输送所述充填浆料。

18、进一步地，所述自适应算法控制系统对所述输送装置输送的所述固体物料和所述液体的固液比例进行控制，使得能够实现均匀的浆料浓度。

19、进一步地，一个所述混合系统能够连接到一个或多个所述泵送系统。

20、进一步地，一个或多个所述混合系统能够连接到一个所述泵送系统。

21、进一步地，所述混合系统和所述泵送系统能够集成一体。

22、进一步地，所述混合装置包括用于测量所述浆料的液位的液位测量计。

23、进一步地，所述排出装置包括用于测量所述浆料的排出流量的浆料流量计。

24、进一步地，所述排出装置包括浆料排出泵和浆料循环泵，所述浆料排出泵用于将所述浆料从所述混合装置排出，所述浆料循环泵用于将排出的所述浆料的一部分循环回所述混合装置以进行进一步混合搅拌。

25、进一步地，所述输送装置包括用于测量所述储料斗的料位的料斗料位检测装置，其中所述料斗料位检测装置能够通过压力传感器来实现。

26、进一步地，所述输送装置包括用于测量所述液体输送管汇中的所述液体的流量的液体流量计。

27、进一步地，所述自适应算法控制系统包括供料自适应算法控制子系统、供液自适应算法控制子系统以及浆料的搅拌与排出自适应算法控制子系统，所述供料自适应算法控制子系统控制所述输送装置稳定供给所述固体物料，所述供液自适应算法控制子系统用于控制所述输送装置稳定供给所述液体，以及所述浆料的搅拌与排出自适应算法控制子系统控制所述混合装置安全稳定地对所述浆料进行搅拌并控制所述排出装置连续稳定的排出所述浆料。

28、进一步地，所述自适应算法控制系统包括pid算法控制系统。

29、进一步地，所述固体物料为矸石、尾砂、水泥、粉煤灰中的任一种或其任意组合。

30、进一步地，所述液体包括水或水溶液。

31、本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

32、根据本发明，各控制系统的结果相互影响，保证各子系统的稳定性又同时保障整个系统的稳定性是本发明的关键控制方法。本发明的充填浆料混合控制方法，能够对充填作业浆料混合与供给提供保障，有效避免了因为作业过程中因供料不足、供液不足、混合不足、溢流等产生的充填停止，造成管路堵塞或者设备损坏等问题以及造成作业效果不佳的问题。整个控制过程自动执行，有效降低操作难度和提升了整个系统的作业效果，使得充填作业的安全性和效益最大化。