本发明涉及尾砂充填技术领域，具体涉及一种尾砂料浆充填系统及工艺。
背景技术：
尾砂充填采矿技术是现代矿山开采经济环保的一种新技术，与其它采矿方法相比，具有工艺简单、成本低、回采率高、作业安全、保护环境等优点，并且能回采复杂地质条件下的难采矿体和深部矿体，因此充填采矿技术也越来越受重视，在不断创新和发展。目前把尾矿视为一种远景资源储存于井下，待将来技术经济成熟再对其进行资源二次开发利用。目前尾砂充填系统工艺中尾砂料浆浓缩、脱水环节往往是以以下两种方式出现：
1、传统的砂仓(没有高效深锥浓密机)对低浓度进行浓缩脱水。
2、目前比较流行的采用高效深锥浓密机对低浓度尾砂进行浓密脱水。
现有技术的客观存在的问题有：
一、单独采用砂仓浓缩脱水的缺点是：
1、低浓度料浆进入砂仓后也是进行絮凝沉降过程，但是砂仓内部没有尾砂料浆的“自稀释系统”和较合理的絮凝剂添加系统，砂仓的絮凝剂添加主要将絮凝剂直接添加在进料口处。所以砂仓的絮凝沉降效果不好，会导致溢流水浑浊，溢流水带走大量的细颗粒，最终导致尾砂分级，溢流回水必须泵送至尾矿库，细颗粒尾砂在尾矿库进行堆存不能形成干摊，给尾矿库造成一定安全隐患。
2、另外由于尾砂的流失，尾砂的利用率降低，尾砂的沉砂效率大大降低，最终影响充填效率。
二、单独的高效深锥浓密机进行浓缩脱水的缺点是：
1、低浓度尾砂料浆进入高效深锥浓密机后，浓密机有自身的尾砂料浆自稀释系统及絮凝剂添加系统，溢流水比较清澈。但是浓密机底放砂过程当中，由于进、出料不平衡，导致放砂浓度波动比较大，而且通常是放砂浓度越来越低，放砂浓度波动大导致后续的水泥添加量添加不准确，即灰砂比添加不准，最终影响充填质量。
2、高效深锥浓密机是一个机械设备，那么既然是机械设备必定会出现需要检修或是出现故障的时候，如果仅有浓密机一个储砂装置的话，那么一旦浓密机出现故障需要检修排空尾砂时，浓密机仓内几千方的尾砂料浆将无处可排。充填系统的可靠性收到一定影响。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种尾砂料浆充填系统，该尾砂料浆充填系统中充分利用深锥浓密机与砂仓各自优点，进行尾砂料浆处理，减少尾砂的流失，提高了尾砂的利用率，保障了充填质量，提高填充系统的可靠性。
本发明的第二目的在于提供一种尾砂料浆充填工艺，能够实现深锥浓密机24h进砂、24h供砂最佳工作制度，两个砂仓交替进砂、交替充填，提升工作效率。
基于上述第一目的，本发明提供的尾砂料浆充填系统，包括：深锥浓密机、造浆装置、供气装置以及至少一个砂仓；
所述深锥浓密机用以对低浓度尾砂料浆进行浓缩脱水，能够使溢流清水输送至生产水池储存，深锥浓密机的底流泵通过砂浆供砂管连通所述砂仓的投料口，以向至少一个所述砂仓内投放高浓度尾砂料浆；
所述造浆装置设置在所述砂仓内底部位置，所述供气装置通过供气管道与所述造浆装置连通，所述造浆装置能够对砂仓内料浆进行压气造浆，所述造浆装置底部还连通放砂管用以排放尾砂。
进一步的，所述砂仓设置两个，砂浆供砂管分别通过第一切换阀门和第二切换阀门连通两个所述砂仓的投放口；
其中，第一切换阀门开启以使第一个砂仓处于尾砂料浆输入状态时，同步地，第二切换阀门关闭以使第二个砂仓处于造浆及排砂状态；
第一切换阀门关闭以使第一个砂仓处于造浆及排砂状态时，同步地，第二切换阀门开启以使而第二个砂仓处于尾砂料浆输入状态。
进一步的，所述造浆装置包括进气管道、出气管道、盘状的造浆管道以及多个喷嘴装置，所述进气管道一端通过进气阀连通所述供气管道，另一端连通所述造浆管道的进气口，所述出气管道通过出气阀与所述造浆管道的出气口连通；多个所述喷嘴装置均布在所述造浆管道上并与所述造浆管道连通。
进一步的，所述造浆装置处于造浆状态时，所述进气阀打开、出气阀关闭，以使气体由造浆管上的喷嘴装置排出至砂仓内的料浆中造浆；
造浆结束后，出气阀开启，以使造浆管内的杂质及污水排出至造浆管道。
进一步的，还包括多根带有阀门的排水管道，多个所述排水管道设置在所述砂仓内靠近上部位置，用以排出相应高度的溢流清水。
进一步的，多根所述排水管道沿砂仓高度方向的长度递增成阶梯状。
进一步的，多根所述排水管道出口分别与集水管连通，以通过集水管输出澄清溢流水至生产水池。
进一步的，所述深锥浓密机的入口连通砂浆进砂管以输入低浓度尾砂料浆。
进一步的，所述供气装置包括至少一台空压机以及与所述空压机通过管道连通的至少一个储气罐，所述储气罐的出气口与供气管道连通。
基于上述第二目的，本发明提供的一种尾砂料浆充填工艺，包括如下步骤：
S1.利用深锥浓密机对低浓度尾砂料浆进行浓缩脱水；
S2.利用深锥浓密机的底流泵通过砂浆供砂管向至少一个砂仓处理单元投放高浓度尾砂料浆；
其中，所述砂仓处理单元包括两个砂仓，砂浆供砂管分别通过第一切换阀门和第二切换阀门连通两个所述砂仓的投放口；
其中，第一切换阀门开启以使第一个砂仓处于尾砂料浆输入状态时，同步地，第二切换阀门关闭以使第二个砂仓处于造浆及排砂状态；
第一切换阀门关闭以使第一个砂仓处于造浆及排砂状态时，同步地，第二切换阀门开启以使而第二个砂仓处于尾砂料浆输入状态。
采用上述技术方案，本发明提供的尾砂料浆充填系统的技术效果有：
1、利用深锥浓密机对低浓度尾砂料浆进行浓缩脱水，低浓度尾砂料浆泵送至浓密机后可以快速沉降浓缩，细粒级尾砂也不会被流失，上部的溢流水比较清澈，并能够使溢流清水输送至生产水池储存；
2、砂仓作为高浓度料浆储存、放砂装置，专门负责尾砂的储存与造浆、放砂；本发明尾砂料浆充填系统充分利用深锥浓密机与砂仓各自发挥自身优点，进行尾砂料浆处理，减少尾砂的流失，提高了尾砂的利用率，保障了充填质量，即便深锥浓密机遭遇故障需要检修，也可以将尾砂排放至砂仓内，提高填充系统的可靠性。
本发明提供的尾砂料浆充填工艺具有的效果有：
1、深锥浓密系统+双砂仓工艺技术，高效深锥浓密机负责尾砂的浓缩脱水，砂仓作为尾砂的储存和放砂装置。
2、深锥浓密机24h进砂、24h供砂最佳工作制度，两个砂仓交替进砂、交替充填，提升工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的尾砂料浆充填系统的示意图；
图2是本发明实施例提供的造浆装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的造浆装置中的造浆管道的俯视图；
图4是本发明实施例提供的阶梯式的排水管道的俯视图。
附图标记：100-深锥浓密机；110-砂浆供砂管；200-造浆装置；210-放砂管；220-进气管道；230-出气管道；240-造浆管道；250-喷嘴装置；260-进气阀；270-出气阀；300-供气装置；310-供气管道；320-空压机；330-储气罐；400-砂仓；410-第一切换阀门；420-第二切换阀门；430-排水管道；500-集水管；600-砂浆进砂管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例的目的是将深锥浓密机100与砂仓400相结合使用，各自发挥其自身优点，对尾砂进行处理，即深锥浓密机100负责对低浓度尾砂料浆进行浓缩脱水，低浓度尾砂料浆泵送至深锥浓密机100后可以利用造浆装置200快速沉降浓缩，细粒级尾砂也不会被流失。砂仓400作为高浓度料浆储存、放砂装置，专门负责尾砂的储存与造浆、放砂。
为此，本发明实施例提供了一种尾砂料浆充填系统，请参照图1，该系统包括：深锥浓密机100、造浆装置200、供气装置300以及至少一个砂仓400。
由于深锥浓密机100自身具有尾砂料浆自稀释系统以及絮凝剂添加系统，低浓度尾砂料浆进入高效深锥浓密机100后，深锥浓密机100对低浓度尾砂料浆进行浓缩脱水，上部的溢流水比较清澈，并能够使溢流清水输送至生产水池储存，深锥浓密机100的底流泵通过砂浆供砂管110连通砂仓400的投料口，以向至少一个砂仓400内投放高浓度尾砂料浆；
造浆装置200设置在每一个砂仓400内底部位置，供气装置300通过供气管道310与造浆装置200连通，造浆装置200能够对砂仓400内料浆进行压气造浆，造浆装置200底部还连通放砂管210用以排放尾砂。
具体实施时，上述的砂仓400的数量有多种不同的设置方式：
当砂仓400数量设置为一个时，首先采用深锥浓密机100对低浓度尾砂料浆进行浓缩脱水，然后通过底流泵、砂浆供砂管110以向砂仓400内投放高浓度尾砂料浆，让砂仓400内尾砂料浆送满后，停止向砂仓400投放微砂料浆，利用造浆装置200对砂仓400内料浆进行压气造浆，造浆完成后通过放砂管210排放尾砂至外部相应的搅拌系统。
本实施例中采用一个深锥浓密机100进行浓缩脱水，由于有其自身的尾砂稀释系统及絮凝剂添加系统，所以溢流水通常比较清澈，大量的溢流水可以作为生产用水循环使用(可将溢流清水直接泵送至矿区高位水池循环使用，若溢流水泡浑首先要将溢流浑水泵送至尾矿库，溢流浑水到尾矿库进行进一步的沉淀，清水通过在尾矿库滤水井及泵送系统再泵送至矿区高位水池循环使用)。
细颗粒尾砂不会流失掉，能完全实现真正的全尾砂充填，沉降速度快、效率高。细粒级尾砂不会进入尾矿库，降低尾矿库安全隐患，因为一旦细粒级尾砂进入尾矿库，细粒级尾砂料浆脱水非常困难，不能形成干摊，所以灰给尾矿库安全造成一定隐患。
如图1所示，当砂仓400数量设置为两个时，砂浆供砂管110分别通过第一切换阀门410和第二切换阀门420连通两个砂仓400的投放口；
首先采用深锥浓密机100对低浓度尾砂料浆进行浓缩脱水，然后通过底流泵、砂浆供砂管110以向砂仓400内投放高浓度尾砂料浆。具体的投放过程为：
首先，第一切换阀门410开启以使第一个砂仓400处于尾砂料浆输入状态，同时，第二切换阀门420关闭，第二个砂仓400不进砂(即不输入尾砂料浆)；
当第一个砂仓400进砂完成后，关闭第一切换阀门410，不再向第一个砂仓400输入微砂料浆，第一砂仓400进行造砂、放砂工序；同步地，第二切换阀门420开启，以使第二个砂仓400处于尾砂料浆输入状态；
当第二个砂仓400进砂完成后，关闭第二切换阀门420，不再向第二个砂仓400输入微砂料浆，第二砂仓400进行造砂、放砂工序；同步地，第一切换阀门410开启，以使第一个砂仓400在放砂完成后重新处于尾砂料浆输入状态。
当采用上述两个砂仓400进行交替进砂、造砂及排砂工序时，除了具有上述一个砂仓400具有的优点外，浓密机底正常情况下还可以实现24h不间断向砂仓400的供砂，这样由于浓密机是24h不停的供砂没有缓冲、储存功能，那么选择的浓密机相关规格、参数相对比较小，在浓密机这样的大型设备上的投资就少。正式充填时，在一个砂仓400进行压气造浆，即将砂仓400内的高浓度尾砂料浆全部造起来(类似于煮粥)，造浆具体时间一般30min～60min，使其砂仓400内料浆浓度均匀分布，造浆结束后开始放砂，这时在整个充填过程中放砂浓度是相对均匀的，后续的灰砂比配比也相对准确，充填质量可靠。
如图1至图3所示，本实施例提供的尾砂料浆充填系统中，造浆装置200包括进气管道220、出气管道230、盘状的造浆管道240以及多个喷嘴装置250。
进气管道220一端通过进气阀260连通供气管道310，进气管道220的另一端连通造浆管道240的进气口，出气管道230通过出气阀270与造浆管道240的出气口连通；多个喷嘴装置250(具有单向导通功能)均布在造浆管道240上并与造浆管道240连通。造浆管道优选采用1寸镀锌管在砂仓400锥部环形布置(同心圆)成盘状，从而可以大幅增加造浆管道240的展开长度，使安装在其上部的喷嘴数量大幅增多，进而可以大幅提升砂仓400内的出气面积，使造浆更为充分，有效提升造浆效果。
具体实施时，当造浆装置200处于造浆状态时，进气阀260打开、出气阀270关闭，以使气体由造浆管上的喷嘴装置250排出至砂仓400内的料浆中造浆；
当造浆过程结束后，出气阀270开启，以使造浆管内的杂质及污水排出至造浆管道240，进而清空造浆管道240，实现自清理的作用。
此外，如图1和图4所示，本实施例提供的尾砂料浆充填系统中，在每一个砂仓400内设置多根带有阀门的排水管道430，多个排水管道430设置在砂仓400内靠近上部位置，用以排出相应高度的溢流清水。
一个优选实施方案中，上述的多根排水管道430沿砂仓400高度方向的长度递增成阶梯状。
一个优选实施方案中，多根排水管道430出口分别与集水管500连通，以通过集水管500输出澄清溢流水至生产水池。
上述技术方案中，砂仓400内设置的阶梯式的多个排水管道430可以在将泵送到砂仓400内的尾砂料浆浓度提高，在砂仓400在不同高度安装排水管道430及阀门，当砂仓400内的尾砂料浆沉降完毕后，打开相应高度阀门，排出排水管道430对应高度以上的澄清水，以提高砂仓400内的整体浓度，可根据打开不同高度的排水管道430来调节提高浓度的具体数量，从而保障放砂浓度合格。
本实施例提供的尾砂料浆充填系统中，深锥浓密机100的入口通过连通砂浆进砂管600的方式以输入低浓度尾砂料浆。
本实施例提供的尾砂料浆充填系统中，供气装置300包括至少一台空压机320以及与空压机320通过管道连通的至少一个储气罐330，储气罐330的出气口与供气管道310连通，以对处理系统的中的相应的设备进行供气。
采用本实施例中提供的上述的尾砂料浆充填系统，至少具有以下技术效果：
1、溢流水清澈可循环使用，生产用水成本降低：采用高效深锥浓密机100进行浓缩脱水，由于有其自身的尾砂稀释系统及絮凝剂添加系统，所以溢流水通常比较清澈，大量的溢流水可以作为生产用水循环使用。
2、尾砂利用率提高，全尾砂充填后尾矿库安全隐患降低：采用深锥浓密机100进行浓缩脱水，细颗粒尾砂不会流失掉，能完全实现真正的全尾砂充填，沉降速度快、效率高。细粒级尾砂不会进入尾矿库，降低尾矿库安全隐患。
3、放砂浓度波动小，灰砂比配比准确、充填质量有保障：由于采用砂仓400放砂，高浓度尾砂料浆泵送满一仓后停止进砂，切换至另一砂仓400继续进砂，进砂与放砂互不干扰。那么通过砂仓400内的造浆系统可以将这一仓砂造起来，使其整个一砂仓400均匀，放砂时一仓的尾砂料浆是一个均质的整体，所以放砂时浓度稳定，灰砂比配比稳定。另外，即使泵送至砂仓400内的尾砂料浆浓度没有达标(砂仓400内尾砂料浆浓度比要求的略低)，也可以等砂仓400内的尾砂料浆完全沉降结束后，通过自身的阶梯排水阀排除多余清水以提高放砂浓度，最终提高充填浓度，所以充填质量有保障。
4、深锥浓密机100加双砂仓400投资成本不会增加：深锥浓密机100是一个较昂贵的设备，并且浓密机直径与直筒段深度等参数稍微变化一点，整个设备的投资成本相差较大(有电机、减速机、爬架等进口设备)，然而砂仓400主要是采用钢筋混凝土结构和钢结构的储仓装置，没有其它进口或国内的机械设备，所以即使相较单一的高效深锥浓密机100来说，采用较小规格的高效深锥浓密机100+双砂仓400的形式投资成本也不会增加。
5、充填成本降低、充填质量有保障：由于放砂浓度稳定，波动小，那么水泥的添加量的波动也小，而且不会因为浓度的波动导致因水泥添加量频繁调节而最终造成的灰砂比配比不准确。否则这样水泥添加太多，成本高不划算(水泥成本占整个充填成本的85％以上)，水泥添加少充填强度达不到，充填质量无法保证。
此外，本发明实施例还提供了一种针对上述的尾砂料浆充填系统应用的尾砂料浆充填工艺，由于尾砂料浆充填系统的具体组成部分和结构在前述已经做出详细的说明，这里不再赘述。
该尾砂料浆充填工艺至少包括如下步骤：
S1.利用深锥浓密机100对低浓度尾砂料浆进行浓缩脱水；
S2.利用深锥浓密机100的底流泵通过砂浆供砂管110向至少一个砂仓400处理单元投放高浓度尾砂料浆；
其中，砂仓400处理单元包括两个砂仓400，砂浆供砂管110分别通过第一切换阀门410和第二切换阀门420连通两个砂仓400的投放口；
其中，第一切换阀门410开启以使第一个砂仓400处于尾砂料浆输入状态时，同步地，第二切换阀门420关闭以使第二个砂仓400处于造浆及排砂状态；
第一切换阀门410关闭以使第一个砂仓400处于造浆及排砂状态时，同步地，第二切换阀门420开启以使而第二个砂仓400处于尾砂料浆输入状态。
其中，上述步骤S1中，深锥浓密机100还能够使溢流清水输送至生产水池储存，以作为矿区高位水池循环使用。
上述步骤S2中，主要针对于由两个砂仓400组成的砂仓400处理单元，高浓度尾砂料浆泵送满一仓后停止进砂，切换至另一砂仓400继续进砂，进砂与放砂互不干扰，深锥浓密机100可以连续24小时进砂、供砂最佳工作制度，提升处理效率。
另外，在步骤S2中，当造浆装置200处于造浆状态时，进气阀260打开、出气阀270关闭，以使气体由造浆管上的喷嘴装置250排出至砂仓400内的料浆中造浆；
当造浆过程结束后，出气阀270开启，以使造浆管内的杂质及污水排出至造浆管道240，进而清空造浆管道240，实现自清理的作用。
同时，砂仓400内设置的阶梯式的多个排水管道430可以在将泵送到砂仓400内的尾砂料浆浓度提高，在砂仓400在不同高度安装排水管道430及阀门，当砂仓400内的尾砂料浆沉降完毕后，打开相应高度阀门，排出排水管道430对应高度以上的澄清水，以提高砂仓400内的整体浓度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。