1總論2014年1月，長春黃金設計院和長沙有色冶金設計研究院有限公司編制完成了《西藏華泰龍礦業開發有限公司甲瑪銅多金屬礦50000噸/日建設工程初步設計》，中國黃金集團公司于2014年2月26日以“50000噸/日建設工程是在甲瑪一期工程基礎上進行擴建，擴建后總規模達到1650萬噸/年，設計總體上采用露天和地下聯合開采方式。露天開采淺部礦體，包括角巖露天坑和南部露天坑，地下開采深部礦體，劃分為北采區和南采區。受上部露天采場及其他地表設施的影響，地下厚大礦體部分采用空場嗣后充填采礦法進行開采，因此，礦山需要設充填系統制備充填料漿并輸送至井下，以滿足充填采礦的需要。1.1甲瑪礦區交通位置及區域地理經濟1.1.1位置與交通西藏自治區墨竹工卡縣甲瑪銅多金屬礦區位于西藏自治區“一江兩河”開發區中部，屬拉薩市墨竹工卡縣甲瑪鄉和斯布鄉管轄。地理坐標為：東經91°43′06″～91°50′00″；北緯29°37′49″～29°43′53″。東西長約8～11km，南北寬約6～11km，面積約106km2。距拉薩市區68km，至距墨竹工卡縣城7km。交通較為方便（圖1－1）。圖1－1礦區交通位置圖1.1.2自然地理與經濟概況礦區位于岡底斯山脈東段郭喀拉日居山主峰果沙如則東北部，屬高山深切割區，山脊呈南北向和東西向，山頂多呈渾圓狀，山坡沖溝較發育，海拔4350～5407.5m，地勢呈南高北低。坡度大、海拔高、相對高差大是本區地形三大特點。礦區內第四系松散堆積物廣泛發育，分布面積占85%以上。一半山坡密灌叢生，一半山坡或為腐植土覆蓋，或為寒凍風化形成的倒石覆蓋，厚度一般在1～5m。植被以高山草甸為主，有少量高山耐寒苔蘚，植被簡單。水系較發育，以大氣降水和冰雪融水供給。年降雨量在500mm左右，多集中在6－9月。區內氣候屬典型的大陸高原性氣候。雨季潮濕寒冷，冬季酷寒干燥，晝夜溫差較大。礦區無多年氣象資料，與礦區相距7km的墨竹工卡縣城（海拔3900m左右）多年（1978年～2008年）平均氣溫6.0℃，極端最高氣溫為28.3℃，極端最低氣溫為－23.1℃；6～8月月平均氣溫較高；11月至翌年4月溫度較低，1月份最低?？諝饷芏?.80kg/m3。與本礦區相鄰的驅龍礦區簡易氣象觀測資料：2007年礦區5～12月平均氣溫2.0℃，極端最高氣溫為14.2℃（7月2日），同比墨竹工卡縣最熱月（7～8月）平均氣溫低10.9甲瑪鄉和斯布鄉均屬農牧區，人口約6千人，為藏族，農閑時剩余勞動力較多。主要糧食作物為青稞、冬小麥、豌豆、土豆，經濟作物有油菜。牧業飼養牦牛、黃牛、羊、馬、驢等。盛產畜皮及牛羊肉等，經濟較落后。1.2甲瑪工程設計概況甲瑪銅多金屬礦50000噸/日建設工程為在一期工程（1800kt/a）基礎上進行的擴建工程，擴建后礦山總規模為16500kt/a（50000t/d）。礦床采用露天—地下聯合開采，其中露天開采位于礦床上部的角巖、矽卡巖型礦體，地下開采露天開采范圍外的矽卡巖礦體。采礦工工程包括角巖露天采場、南部露天采場、地下采區。角巖露天采場采用公路—固定破碎站—膠帶輸送機聯合開拓運輸方案，分期擴幫開采，各分期境界內南部露天采場采用公路—固定破碎站—膠帶輸送機（有軌運輸）聯合開拓運輸方案，分條帶分期開采，條帶內地下采區采用平硐—膠帶斜井+輔助斜坡道+輔助提升豎井開拓方案，分為南、北兩區開采。前期開采北區，生產規模為5400設計新建一40000t/d選礦廠，并利用原一期選礦廠（設計處理能力6000t/d），核定兩選廠實際處理能力分別為43500t/d、6500t/d，兩選廠合計處理能力為50000t/d。新建選廠選礦碎磨工藝采用“SABC”流程，選別流程采用銅鉬混合浮選—銅鉬分離工藝。用于處理角巖礦石、矽卡巖銅鉬礦石。原一期選廠用于處理矽卡巖銅鉬、銅鉛鋅礦石。新建尾礦庫，尾礦采用膏體排放工藝。1.3本次可研設計范圍考慮露天、地下采礦均采用外包作業模式，充填作業采用帶資建設承包作業模式，集團批復的《西藏華泰龍礦業開發有限公司甲瑪銅多金屬礦50000噸/日建設工程初步設計》總投資中不包括地下開采所需充填站建設費用。關于甲瑪充填系統，集團公司多次組織專家進行了論證，北京礦冶研究總院綜合論證結果，于2014年10月提交了《甲瑪銅多金屬礦高海拔大流量充填技術研究》，本次設計依據此研究報告并參照國內外類似礦山實際情況，對甲瑪50000噸/日建設工程的充填系統進行詳細的設計并對建設投資進行分析，以滿足集團公司決策及礦山建設的需要。1.4設計依據及基本原則1.4.1設計依據一、本項目相關文件（1）中國黃金集團公司“中金投資函【2014】51號”《關于西藏華泰龍礦業開發有限公司甲瑪銅多金屬礦二期擴建工程1650萬噸/年初步設計的批復》，2014（2）北京礦冶研究總院《甲瑪銅多金屬礦高海拔大流量充填技術研究》，2014年10月。（3）國家及地區有關設計規范及標準；（4）國家有關勞動保護與安全工業衛生、環境保護的政策法規；（5）現場調查收集的有關資料。二、技術標準及規范（1）中華人民共和國國家標準《地表水環境質量標準》GB3838-2002；（2）中華人民共和國國家標準《地下水質量標準》GB14848-93；（3）中華人民共和國環境保護法；（4）中華人民共和國環境噪聲污染防治條例；（5）中華人民共和國國家標準《污水綜合排放標準》GB8978-1996；（6）中華人民共和國國家標準《工業企業廠界噪聲標準》GB12348-90；（7）中華人民共和國國家標準《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》GB18599-2001；（8）工業企業噪聲衛生標準（試行草案）（衛生部、國家勞動總局1979年8月31日頒布）；1.4.2設計基本原則（1）嚴格執行國家有關標準、規定、規范，保證設計質量；（2）充分利用礦山現有設施，盡量減少工程量，從而節約基建投資；（3）確保充填站的服務范圍和充填能力；（4）保證充填系統在服務年限之內的安全和使用的穩定性；（5）高度重視環境保護和水土保持；（6）充填站布置應盡量緊湊，節約寶貴的工業場地；（7）工藝要盡可能簡單可靠；（8）使用過程中易于管理；（9）管道輸送系統運行可靠。1.5充填系統設計方案根據采礦方法及充填工藝，充填系統分為膠結充填和全尾砂充填兩種充填形式。（1）全尾砂非膠結充填二期選廠尾砂在選廠經深錐濃密機濃密至64%～66%后，通過隔膜泵泵送至+4820充填站的4座1500m3尾砂經砂倉濃縮至66%濃度的尾砂后，采用重力自流放砂，經倉底的放砂孔，分別流入四臺Φ2600×3000mm的高濃度攪拌槽。（2）膠結充填二期選廠尾砂在選廠經深錐濃密機濃密至64%～66%后，通過隔膜泵泵送至+4820充填站的4座1500m3尾砂經砂倉濃縮至66%濃度的尾砂后，采用重力自流放砂，經倉底的放砂孔，分別流入四臺Φ2600×3000mm的高濃度攪拌槽。水泥采用散裝水泥罐車運輸到充填站，分別采用風力輸送至4座320m3的水泥倉，采用雙葉輪給料機給入TS微粉稱，再通過TS微粉稱供料至攪拌槽注入高濃度攪拌槽的尾砂、水泥按照一定配比加水攪拌達到68～70%的充填料漿濃度后，給入充填管路。1.6存在的問題及建議據北京礦冶研究總院2014年10月編制的《甲瑪銅多金屬礦高海拔大流量充填技術研究》報告中的說明,選廠標高+4450m，充填站標高+4820m,尾砂從選廠泵送至充填站，泵送距離約為2200m，泵送標高約370m。甲瑪二期尾礦輸送隔膜泵型號為DGMB550/9型，輸送流量550m3但由于充填站采用連續工作制度，并且處理能力較大，而且站址位于高海拔嚴寒地區,而北礦院計算所得的數據僅為試驗+經驗公式，沒有進行環管試驗?？紤]到泵送的穩定性，為了進一步論證方案的可靠性，建議甲方委托研究單位進行環管試驗。2采礦工藝原設計對于厚度15m以下緩傾斜礦體，推薦采用機械化分層房柱法(嗣后充填)開采；對于厚度15～30m的緩傾斜礦體，采用底盤塹溝小階段空場法（兩步驟充填）開采；對于緩傾斜厚大（厚度大于30m）礦體，采用兩步驟充填采礦法、無底柱分段崩落法開采。經基建工程揭露，發現礦床工程地質條件復雜，礦巖穩固程度在礦體不同位置變化較大，且有普遍變差的趨勢。經與中金國際、華泰龍公司共同研究，將原設計的分段鑿巖、階段出礦、階段充填的采礦工藝變更為分段鑿巖、分段出礦、分段充填的采礦工藝以適應工程地質條件的變化，即將原設計的兩步驟充填采礦法變更為分段充填采礦法。具體布置與工藝為：（1）礦塊布置及結構參數沿礦體走向每隔120~150m布置一條階段運輸道，形成寬120~150m的大條帶，在大條帶間留設20m寬條帶間柱，在每個大條帶內中間位置留設10~15m寬連續礦柱，將大條帶劃分為寬60~75m寬小條帶。在小條帶內沿條帶長軸方向劃分盤區，盤區長90~120m，每個盤區布置1~2條溜井，在盤區內劃分采場，采場基準寬度15m，基準長度42.5~57.5m，每個盤區包括6個采場，并間隔劃分為一步驟采場和二步驟采場。當遇礦巖條件較差位置時，沿采場長度方向分為15~30m長小采場作為獨立回采單元，或一個采場再沿跨度劃分為2個采場，采場寬度改為7.5m（或同時縮小采場長度及跨度）作為獨立的回采單元，以控制頂板圍巖暴露面積及暴露時間。在中段高度內沿礦體縱向劃分分段，分段高度25m，當礦體厚度小于30m時，沿礦體全厚劃分為一個分段開采。（2）采準切割在大條帶間柱（寬20m）內布置分段運輸巷道，作為通達各采場的運輸通道，在小條帶間柱（寬15m）內布置采場充填及回風巷道。各分段運輸巷道及充填巷道通過采準斜坡道相連，每個盤區布置1條盤區回風井和1~2條礦石溜井。最低分段巷道與有軌運輸水平高差控制在20m左右，以保證出礦溜井有足夠的儲礦時間，減小出礦與運輸的干擾。自各分段運輸巷沿采場軸線布置鑿巖出礦平巷，在采場端部布置切割橫巷及切割井，切割井采用鉆鑿大直徑炮孔VCR法爆破成井，而后在切割橫巷中鉆鑿上向平行炮孔以切割井為自由面爆破形成切割槽。采場采用平底出礦結構。（3）礦房回采各采場在中段內自下而上逐分段進行回采。選用SimbaH1354（或其類似產品）液壓鑿巖臺車在各分段鑿巖巷道中鉆鑿上向前傾扇形炮孔，炮孔排距2.0m，孔底距2.2m，向先行形成的切割槽崩落礦石。裝藥暫推薦采用國產BCJ-4（或其類似產品）型裝藥車，炸藥為2#巖石乳化粒狀炸藥，起爆采用全非電起爆系統，即導爆索和非電雷管聯合分段起爆。每次爆破2～3排炮孔，在盤區內多個礦塊同時爆破。選用Toro1400E電動遙控鏟運機（或斗容6.0m3的類似產品）在采場中裝礦，通過鑿巖出礦平巷、分段運輸巷、盤區分段回采、充填并養護后再回采下一分段，二步驟采場滯后一步驟采場一個分段進行回采。（4）采場通風新鮮風流經人行通風井、分段運輸巷、鑿巖出礦巷進入回采工作面，污風經盤區回風井進入階段回風巷。對于爆破后以及遠離主風流采場、獨頭工作面，采用JK58-2№4.5型局扇輔助加強通風。（5）礦柱回采鑒于上部角巖露天與地下矽卡巖型礦體同時開采的特殊情況，條帶間柱根據巖石力學研究結果再行考慮如何回采及何時回采。（6）采場充填充填之前，首先進行充填準備，在本分段鑿巖出礦巷兩端架設隔墻進行密閉，在上分段鑿巖出礦巷道中架設充填管線，實行多點和多次充填，直至接頂。充填體強度滿足如下條件:①一步驟采場充填體要保證二步驟采場開采時受爆破擾動而不垮塌并保證出礦設備安全。②滿足大型鏟運機作為出礦底板的要求。③第一分段充填體強度滿足下階段開采的安全要求。④充填體及條帶礦柱的聯合支撐作用滿足露天與地下聯合開采安全的要求（需要進行巖石力學研究確定）。3充填材料與充填方案3.1充填能力礦山充填法礦石日產量按下式計算：Ad=Vk/T==5400000÷330=16363.64t/dAd—礦山充填法日產量（t/d）；Vk—北區地下采礦生產能力，540萬t/a；T—年工作日，330d；日平均充填量按下式計算：Qd=ZK1K2Ad/γk=0.9×1.1×1.03×16363.64÷3.11=5365mQd—日平均充填量（m3/d）；Ad—礦山充填法日產量，16363.64t/d；γk—礦石密度（t/m3）；Z—采充比，取0.9；K1—充填體沉縮率，取1.05—1.20；K2—流失系數，宜取1.02—1.05；日充填能力按下式計算：Qr=KQd=1.2×5365=6438Qr—日充填能力（m3/d）；K—充填作業不均衡系數，宜取1.1—1.5；小時充填能力應按下式計算：Qh=Qr/h=6438÷12=536Qr—小時充填能力（m3/d）；h—每天實際工作時間，取12h；設計小時充填能力取540m3/d，計劃設4套系統，三用一備，則單套系統充填能力為180m3.2可利用充填材料3.2西藏地區尚未發現或了解到足夠的生產新型固結材料的主要原料，可利用膠結材料只有水泥，設計膠凝材料推薦采用PC32.5級復合硅酸鹽水泥。3.2.21、全尾砂甲瑪二期選礦廠核定處理能力4.35萬t/d，尾砂產率97.9%，日產尾砂4.26萬t,可滿足二期工程地下開采對充填骨料數量的要求。根據北京礦冶研究總院及西藏華泰龍公司2014年10月聯合提交的《甲瑪銅多金屬礦高海拔大流量充填技術研究》（以下簡稱《技術研究》），甲瑪銅多金屬礦全尾砂具有以下特點。（1）滲透系數低（0.35cm/h），充入采場后脫水性能差，應盡可能采用高濃度充填，減小采場脫水量，同時，二步驟充填需添加少量膠凝劑，使漿體能夠固結。（2）全尾砂粒級組成d50為33.752μm，-74μm占到68.12%，-37μm約占52%，全尾砂粒度偏細，屬于細粒級物料。細粒級含量高，比表面積大，相同配比下的充填體強度低。（3）尾砂中SiO2、Al2O3的含量較高，分別達到了42.73%和8.27%，說明甲瑪礦尾砂是一種比較好的惰性材料；而含有一定的CaO、MgO、FeO成分，有利于將來膠結充填；尾砂中P2O5、S等有害成分含量低，可以作為井下充填材料。綜合分析，從物理化學性質來看，甲瑪礦全尾砂可以作為充填骨料，但由于粒度偏細膠結充填時水泥耗量很高，不是理想的充填材料。2、分級尾砂以37μm作為分級界線，全尾砂中+37μm粗尾砂含量為47.4%，分級粗砂產率按75%計算，二期選廠日供分級尾砂量可達1.55萬t，可滿足二期工程地下開采對充填骨料數量的要求。根據《技術研究》結果，全尾砂經分級后，各元素含量變化不大；全尾砂經分級后，其礦物組成情況并未發生變化；分級后分級尾砂粒級組成d50為87.769μm，-74μm占到44.72%，-37μm約占29%。與全尾砂相比，以較為理想的充填濃度68%為基準，分級尾砂作為充填骨料在相同砂灰比條件下，28天齡期充填體單軸抗壓強度平均提高70%，且在同一強度要求條件下，分級尾砂膠結充填6、10、12灰砂比，分別于全尾砂膠結充填4、6、8相當，意味著在膠結充填體在同等強度要求前提下水泥消耗量降低20%~30%，綜合水泥消耗降低10%~30%。分級尾砂是更為理想的充填骨料。全尾砂與分級尾砂28天齡期單軸抗壓強度試驗結果表3-1單位：MPa充填濃度充填骨料砂灰比468101216202566全尾砂1.2960.6500.3860.3780.235分級尾砂1.9831.2670.8070.5340.39168全尾砂1.3290.7350.4470.3930.285分級尾砂2.1991.3780.8480.6140.45870全尾砂1.6020.8780.4600.4180.3360.3200.229分級尾砂2.3391.4760.8520.7200.53872全尾砂1.9420.9890.6930.5200.364分級尾砂3.0061.5841.0700.9350.67074全尾砂2.3501.4040.8900.5520.4190.298分級尾砂3.3562.1211.3740.9720.6760.4233、廢石礦山一期牛馬塘露天采場生產期間，在牛馬塘排土場堆存有大量廢石，以角巖、矽卡巖、矽卡巖化結晶灰巖、大理巖為主，可作為輔助充填骨料利用。另外，生產期間掘進廢石也可作為充填骨料的補充。3.3充填方案及充填材料的確定3.3.1充填方案根據甲瑪銅多金屬礦可利用充填材料、所需充填能力、地形及氣候條件可供選擇的充填方案有。方案一：全尾砂高濃度自流充填方案本方案二期選廠尾砂在選廠經深錐濃密機濃密至64%左右后通過隔膜泵泵送至+4820充填站，經立式砂倉進一步濃縮脫水后，與水泥混合攪拌均勻，制備成高濃度充填料漿后，通過充填鉆孔自流至井下采場進行充填。充填系統主要由尾砂供給系統（隔膜泵+輸砂管線）、充填站尾砂漿制備系統（立式砂倉）、水泥供給系統（水泥倉）、充填料漿攪拌系統（攪拌站）、充填料輸送系統（充填鉆孔及充填管線）、充填供（回）水系統及自動化控制系統組成。方案二：分級尾砂自流充填方案本方案二期選廠尾砂以37μm作為分級界線經旋流器分級，濃度45%左右旋流器底流尾砂經過隔膜泵泵送至+4820充填站，經立式砂倉進一步濃縮脫水后至66%~70%濃度，與水泥混合攪拌均勻制備成充填料漿后，通過充填鉆孔自流至井下采場進行充填。相比方案一增加了尾砂分級系統。方案三：全尾砂+破碎廢石膏體泵送充填方案本方案在牛馬塘破排土場附近建設一破碎能力2000t/d的破碎站，將牛馬塘堆存廢石破碎至-10mm，采用膠帶運輸機輸送至充填站碎石料倉；二期選廠尾砂在選廠經深錐濃密機濃密至64%左右后通過隔膜泵泵送至+4550充填站緩沖砂倉。碎石、全尾砂、水泥攪拌均勻制備成濃度約72%本方案充填系統主要由尾砂供給系統（隔膜泵+輸砂管線）、碎石采運制備系統（廢石裝、運及破碎系統）、尾砂緩沖系統（緩沖砂倉）、水泥供給系統（水泥倉）、充填料漿攪拌系統（攪拌站）、充填料輸送系統（充填泵站、充填鉆孔及充填管線）、充填供（回）水系統及自動化控制系統組成。3.3.2由于缺乏全尾砂+破碎廢石試驗數據，對上述三個方案進行簡單比較如下：（1）充填質量方面甲瑪礦全尾砂屬于細粒級物料，細粒級含量高，比表面積大，相同配比下的充填體強度低，特別是要求高強度充填位置（如打底充填）難以保證充填質量要求。根據實驗結果，分級尾砂將細粒級物料脫出后，在相同配比下，充填體強度明顯提高，充填質量將得到明顯改善。參考北京科技大學完成的新疆銅輝銅礦膏體充填實驗研究結果，粗骨料相當于混凝土的石子，有利于提高充填體強度，粗骨料改善充填物料的級配，可形成更高濃度的充填料漿（膏體），使充填體得以改善。綜上所述，對于甲瑪銅多金屬礦，在保證充填質量方面，在充填成本可控的前提下，分級尾砂膠結充填方案、全尾砂+破碎廢石方案要優于全尾砂高濃度自流充填方案。（2）技術可靠性方面雖然膏體充填在近年來得到了快速發展，但其關鍵裝備、工藝控制技術還不完善，技術可靠性有待提高。對于甲瑪礦區來講，其地處高寒高海拔地區，自然條件惡劣，并且要求充填能力大，充填工藝對充填系統的可靠性要求高，且需建設碎石采運破碎系統，工藝較復雜，特大型礦山泵送膏體充填國內尚無先例，需要解決一系列技術難題。全尾砂高濃度自流充填及分級尾砂自流充填是國內目前應用廣泛的充填方式，其系統工藝流程、裝備、自動化控制等系統均較成熟，與之相配套的各種采礦方法及井下充填工藝也已在眾多礦山得到成功運用。在技術可靠性方面，全尾砂高濃度自流充填方案、分級尾砂自流方案要優于全尾砂+破碎廢石膏體泵送充填方案。（3）經濟方面經初步估算，因全尾砂+破碎廢石膏體泵送充填方案需建設廢石破碎系統，投資明顯高于其他兩個方案。分級尾砂充填方案需建設分級系統及配套設施，投資略高于全尾砂高濃度自流充填方案。在運行費用方面，三個方案所使需人力、動力基本相當（不考慮廢石破碎、運輸），其運營成本主要相差在水泥的消耗量。充填方案運營成本比較表表3-2項目砂灰比單采場充填體積水泥、廢石消耗量全尾砂分級尾砂全尾砂+碎石Ⅰ全尾砂（t）Ⅱ分級尾砂(t)Ⅲ全尾砂+碎石水泥(t)碎石(t)水泥、碎石單采場消耗量一步驟4441207536173617361732786810741751631613539952319574二步驟44411445342834283428211225~257030540500405029387合計16800027411205842061754351水泥單耗（kg/m3）163123123水泥單耗（kg/t礦石）52.4639.4039.46碎石單耗（t/m3）0.32碎石單耗（t/t礦石）0.10泵送劑單耗（kg/m3）2.45泵送劑單耗（kg/t礦石）0.79水泥單價（元/噸）700700700碎石單位成本（元/噸）18泵送劑單價（元/公斤）4.5主要充填材料消耗成本（元/噸礦石）36.7227.5833.05主要充填材料年費用（萬元）19831.1314892.2117844.99年費用差值（萬元）（Ⅱ-Ⅰ）-4938.92（Ⅲ-Ⅰ）-1968.84（Ⅲ-Ⅱ）2952.78注：由于全尾砂+破碎廢石方案沒有相關試驗數據，其配比僅為估計值。從表3-2可以看出，在經濟方面方案三（全尾砂+破碎廢石泵送充填方案）與方案一（全尾砂高濃度自流充填方案）年可節省充填材料費用1968.84萬元，鑒于方案三充填料配比僅為估計值，存在誤差較大的可能，可以認為在經濟方面方案三略優于方案一。但方案二（分級尾砂自流充填方案）與方案一相比，年可節省充填材料費用4938.92萬元，相差懸殊，在其它成本方面，方案二較方案一僅增加了旋流器分級系統及其附屬裝置，人工、動力、輔助材料消耗兩方案基本相當，在經濟方面方案二明顯優于方案一。（4）其他方面本項目尾礦庫基本壩高85.0m，尾砂堆高175.0m，總壩高260.0m，為一重大危險源。初期壩頂4265.0m以上采用常規上游法尾砂筑壩，且尾砂上升速度很快，每月子壩上升最大速度達（5）充填方案的確定綜合考慮，方案三與方案一相比，雖在經濟方面略有優勢，但其可靠性、工藝成熟度相對較差，且無試驗數據支撐，設計暫不推薦，建議進行此方面的試驗研究工作，在條件成熟時可增設泵送系統作為全尾砂充填系統的補充。雖然方案二在經濟方面具有較大優勢，但鑒于粗顆粒尾砂充填后剩余尾砂能否筑壩尚無定論，設計暫不推薦方案二。待經有關單位進一步研究論證證明細顆粒尾砂筑壩可以保證尾礦庫安全后，增加尾砂分級設施，將方案一變更為方案二。綜上所述，雖然由于全尾砂粒度偏細膠結充填時水泥耗量很高，成本很高，不是理想的充填材料。但分級尾砂充填方案受尾礦庫安全條件限制，全尾砂+破碎廢石方案無試驗數據支撐尚不成熟，且集團組織多次討論論證擬采用全尾砂高濃度自流充填方案，本設計暫推薦該方案。建議繼續進行相關試驗研究工作，在保證采礦安全的條件下盡可能降低水泥消耗量。3.4充填料配比充填料由尾砂、水泥和水按照一定的配比混合攪拌而成。充填料的配比原則如下：1）具有良好的穩定性和流動性。2）形成的充填體的強度滿足設計要求。3）料漿充填料具有良好的流動性。4）料漿充填料的流動性與流動時間滿足充填巷道的流動要求?！都夹g研究》根據原設計采礦方法，對二步驟采場推薦灰砂比為1:25，對一步驟采場推薦了三組配比方案：方案一：灰砂比配比為下部1:4、中下部1:8、中上部1:10、上部1：6；方案二：灰砂比配比為下部1:4、中下部1:6、中上部1:8、上部1：6；方案三：灰砂比配比為下部1:4、中下部1:6、中上部1:6、上部1：6。全尾砂膠結充填體單軸抗壓強度試驗結果表3-3國內外部分礦山高大采場充填體配比設計資料表3-4根據表3-4，高大采場充填體強度一般接近或大于1.0MPa。而依據表3-3，灰砂比1:8料漿濃度68%、70%時的實驗室28天齡期充填體強度僅分別為0.447MPa、0.460Mpa。且考慮到充填料漿充到井下后，濃度的不均勻、在脫水的工藝過程中少部分細粒水泥漿流失等因素采場充填體平均強度比實驗室測得的強度低30%左右的一般情況下，顯然按灰砂比1:8配置充填料漿難以滿足充填體強度要求。設計根據試驗結果考慮采礦方法變更后充填段高一般為25m，充填體側向暴露面積一般在500m2以下的因素，充填體強度相較高大采場充填體設計推薦充填料將配比詳見表3-5。設計充填料推薦配比表表3-5位置充填高度砂灰比水泥單位耗量（kg/m3充填體）所占比例一步驟采場第一分段底部84299.544.11第一分段中部156219.977.70第一分段上部24299.541.03其余分段下部696219.9735.42其余分段上部2×34299.543.08二步驟采場第一分段底部84299.543.89第一分段中部152557.607.30第一分段上部24299.540.97其余分段下部23×32557.6033.58其余分段上部2×34299.542.92綜合高強度膠結4299.5416.00中強度膠結6219.9743.13低強度2557.6040.88平均水泥消耗量166.33注：水泥消耗量已考慮沉縮率影響，最終配比以采礦方法試驗為準。3.5充填工作制度考慮到甲瑪礦區分布廣，充填量大，為盡可能優化充填設施配置，采用年工作330d，每天2班，每班8h（實際充填時間6h）的工作制度。3.6充填料漿濃度充填濃度是充填重要工藝技術參數，合理的充填濃度一方面要確保充填料漿具有一定的流動性，可以實現管道自流輸送，同時，充填料漿要具有一定的保水性，避免料漿產生離析，減小井下采場脫水。根據充填料漿流變試驗及充填體強度試驗結論，推薦甲瑪礦充填料漿濃度為68%~70%。4充填系統4.1充填工藝流程充填設施主要包括地面充填攪拌站，充填鉆孔和輸送管路等，充填攪拌站位置設在采場+4820m標高。二期選廠尾砂在選廠經深錐濃密機濃密至64%后通過隔膜泵泵送至+4820充填站的砂倉儲存并濃縮,泵送距離約2200m，泵送高度約尾砂經砂倉濃縮至66%濃度的尾砂后，采用重力自流放砂。經倉底的放砂孔，通過尾砂管道中設置的濃度計、流量計與電控球閥分別為四臺高濃度攪拌槽供料。水泥用散裝水泥罐車運輸到充填站，采用風力輸送至水泥倉，采用雙葉輪給料機給入TS微粉稱，再通過TS微粉稱供料至攪拌槽，在攪拌槽內與尾砂進行加水攪拌；水經一條管路泵送至攪拌站，由流量計與電控節流閥控制供水量后，分別為四臺高濃度攪拌槽供水。4.2充填系統組成及設備選型4.2.14.4.2.1供砂系統（1）供砂工作制度供砂可采用間斷供砂和連續供砂兩種工作制度。方案一：間斷供砂工作制度間斷供砂工作制度與充填工作交替進行，即在充填系統工作進行時不供砂，利用充填工作間歇時間（12h）進行供砂。此方案可保證尾砂漿充分的沉降濃縮時間，有利于保證砂倉放砂濃度，從而保證充填質量。但此方案需砂倉總容積滿足單日最大充填量的需求，投資巨大（建設1500m3砂倉7座），且供砂管線需頻繁地進行放砂、沖洗方案二：連續供砂工作制度連續供砂工作制度與充填工作同時進行，對四座砂倉循環注砂和循環放砂，并保證各砂倉沉降時間在4h以上。本方案僅需建設4座1500m3砂倉，投資省，供砂管線無需頻繁放砂和沖洗。但鑒于供砂管路較長，礦山地處高海拔地區，為便于管理設計推薦采用連續供砂工作制度。（2）供砂流量根據試驗數據設計砂倉放砂濃度為66%~68%，砂漿密度1.757~1.798t/m3。選廠深錐濃密機底流濃度64%~66%,砂漿密度1.718~1.757t/m3,供砂流量見表4-1。供砂流量計算表表4-1濃密機供砂濃度(%)供砂砂漿密度（t/m3）供砂時間（h）砂倉放砂濃度（t/m3）砂倉放砂砂漿密度（t/m3）充填時間(h)充填流量（m3/h）富裕系數供砂流量（m3/h）641.7182466%1.757125401.1313641.7182468%1.798125401.1330661.7572466%1.757125401.1297661.7572468%1.798125401.1313經計算，為滿足充填工作的需要，供砂流量在297~330m3/h之間，設計選取大值，即尾砂漿流量按330m3/h（3）剩余尾砂排放流量核算選廠核定生產能力43500t/d，按尾礦產率97.9%計算，日產尾砂42586t，按尾砂密度2.88t/m3折算64%~66%尾礦漿為36725~38741m3/d，折合小時流量為1530~扣除日充填消耗尾礦漿270~300m3/h×24h=6480~7200剩余尾礦漿30245~31541m3按24h排尾核算，排尾流量為1260~1314m3應由原設計單位核算礦山充填利用部分尾砂后，原設計尾礦排放輸送系統是否滿足要求。（3）供砂管路《技術研究》推薦供砂管路內徑以230~235mm為宜，以達到實際流速高于臨界流速，且盡可能降低沿程損失的的目的。設計選用雙金屬復合耐磨管，管道參數φ273×19，管道壓力10.5Mpa。供砂管線流速驗算表表4-2濃密機供砂濃度(%)砂倉放砂濃度（t/m3）供砂流量（m3/h）管道內徑（mm）流速（m/s）6466%3132291.906468%330229.81.996666%297218.72.016668%313219.62.10（4）供砂設備核算供砂泵揚程計算表表4-2序號項目單位指標備注1流量m3/h3302管道內徑mm2303供砂濃度%64664砂漿密度t/m31.7181.7575幾何高差m3986泵送幾何高差壓頭h1mH2O683.76699.297線路長度m22008沿程阻力系數%2.88753.5338北礦院數據9沿程阻力h2mH2O63.5377.7410局部阻力系數0.2011局部阻力h3mH2O12.7115.5512剩余壓頭h4mH2O513所需揚程hmH2O764.99797.58甲瑪二期尾砂輸送系統由三個系列組成，內設6臺DGMB550/9型隔膜泵，三條輸送管路，兩臺泵并聯為一組共用一條輸送管路，三組兩用一備。隔膜泵性能：Q=550m3按隔膜泵的揚程效率90%計算，現有隔膜泵揚程為8.1MPa，即810mH2O，基本可以滿足要求。需要說明的是，《技術研究》所確定沿程阻力系數是采用流變儀測定料漿參數而后采用經驗公式計算得出的，并非管道試驗測定的結果，與我們所掌握經驗數據有一定差距，也可能與實際數據有一定的誤差，如果阻力系數略有提高將不能滿足供砂要求，此數據對甲瑪充填系統的建設至關重要，建議進行進一步的試驗研究工作。在沒有其他相關數據的條件下，設計暫按利用尾礦輸送備用系統的一臺隔膜泵向充填系統供砂。（1）料漿制備系統料漿制備系統設備主要包括立式砂倉、濃度計、電磁流量計、流量調節閥、刀閘閥、高濃度攪拌槽、水泥倉、機械回旋反吹扁布袋除塵器、閘板閥、雙葉輪給料機、TS微粉稱、水泵、尾砂輸送管路、水泥管路、水輸送管路等。攪拌系統采用動態計量、連續活化攪拌的方式，具有配比精度高、攪拌效果好，可保證料漿泵送充填料的性能。在攪拌前，水泥存儲在水泥倉內，水存儲在高位水箱中；選廠64%~66%濃度的尾砂輸送至充填站立式砂倉，尾砂經立式砂倉二次濃密后制成66%~68%濃度的尾砂，由倉底放砂孔自流排出，再經流量計與流量調節閥計量調節完畢后輸送至高濃度攪拌槽；水泥經倉底的采用雙葉輪給料機給入TS微粉稱，再通過TS微粉稱供料至高濃度攪拌槽；水從高位水箱自流至攪拌室，通過三通分流后，由流量計與流量調節閥計量調節完畢后輸送至高濃度攪拌槽；成品尾砂、水泥和水三種物料由高濃度攪拌槽攪拌，攪拌完畢后給入充填管路。整個系統由尾砂輸送計量、水輸送計量、水泥輸送計量和料漿攪拌四部分組成，其中尾砂輸送是指將選廠64%~66%濃度的尾砂，通過砂泵輸送至4個立式砂倉。4個立式砂倉分別向4個高濃度攪拌槽供料。每個立式砂倉布置一根供料管路至高濃度攪拌槽，立式砂倉靠自身料漿重力濃密得到66%左右的尾砂，經砂倉底部出料口排出。排出的尾砂經過濃度計、流量計、電動調節閥等計量調節后輸送至高濃度攪拌槽；水泥由4個水泥倉、4臺雙葉輪給料機、4臺TS微粉稱分別給料到4臺高濃度攪拌槽；水由高位水箱重力供水，經過水路計量后進入高濃度攪拌槽。三種物料在高濃度攪拌槽攪拌后，給入充填管路。以上過程連續作業，進行料漿的攪拌制備，保證充填用料漿需求。（2）充填管路系統充填管路系統主要由充填管路、三通、液控節流閥、截止閥等組成，其中充填管路包括地面管路、充填鉆孔管路、井下主管路和工作面充填管路部分。攪拌好的充填料進入充填管路，經地面、充填鉆孔、井下和工作面充填管路后到達充填工作面，在布料管處進行充填施工作業。4.3設備選型（1）立式砂倉充填系統的處理能力為540m3/h，根據方案，甲瑪充填系統需要三套系統同時運行，單套系統能力為180m立式砂倉主要起中轉穩料作用，同時也要起到一定的濃縮作用，即確保充填濃度達到68%～70%。甲瑪設計充填流量為180m3/h，考慮到工況的復雜性，實際充填流量可能為180m3/h～200m3/h，為了確保系統的可靠性，立式砂倉規格參數按照200m3/h的充填流量進行計算。根據國內外立式砂倉應用實踐情況，立式砂倉推薦直徑為φ12m，倉底采用錐形倉底。倉底內部裝有噴水管，噴水管配有噴嘴，錐形倉底中心處開有放砂孔。制備后66%~68%濃度的尾砂漿應滿足2h充填量，即400m3。根據《甲瑪銅多金屬礦高海拔大流量充填技術研究》中試驗結論，全尾砂漿沉降試驗結果，64%濃度全尾砂漿沉降速度為0.04m/h，以此計算將濃度64%的全尾砂漿濃縮至濃度66%需要的時間為3.94h，立式砂倉容積最小為：200m3/h×3.94h+（2）水泥倉甲瑪礦采用分段充填采礦法，采場內不同高度采用不同的充填配比，灰砂比分別為1:4和1:6、1:25，計算的平均水泥單耗為0.166t/m3，充填量按4877m3/d計算，日充填水泥平均用量為810t。水泥倉正常情況下采用3用1備，根據《有色金屬采礦設計規范-GB50771-2012》要求，水泥倉總容量應滿足2d充填用量，單個水泥倉容積為：810t/d×2d÷4÷1.3t/m3=311m3，考慮90%的有效容積率，單個水泥倉容積為350m3。因此，甲瑪礦配置4座水泥倉，單個水泥倉容積350m3，可存儲水泥455t。水泥倉頂部為方倉，底部為錐形倉。長×寬×高=6（3）水泥輸送設備根據充填能力要求，按照充填量180m3/h、充填濃度70%、最大灰砂比1:4計算，每小時水泥最大耗量為45.9t。并且根據礦山實際生產經驗，為了避免水泥輸送出現粘結大塊、供料不均勻等問題。據此，設計水泥倉底部安裝一臺液動閘板閥控制倉底落料，并在閘板閥底部雙葉輪給料機采用變頻調控，調節范圍調節范圍0～60t/h。電機功率22KW。TS微粉稱型號為TSFⅡ400×4000，臺時產量80t/h，電機功率36KW，產品質量5700kg。（3）攪拌設備充填料漿攪拌工藝及攪拌設備的選擇要充分考慮充填料漿的性質。同時。為了制備均勻的充填料漿，攪拌時間也是非常重要的工藝參數。甲瑪礦充填濃度為68～70%，料漿濃度屬于高濃度范圍，甲瑪銅多金屬礦初步考慮選用高濃度攪拌槽一段攪拌工藝。礦山充填能力為180m3/h，攪拌時間2～3min，則攪拌槽的有效容積應達到6～9m3，攪拌槽有效利用率按80%考慮，則攪拌槽容積為7.5～11.25m3，甲瑪礦高濃度攪拌槽按11.5m3容積進行選型。設計每套充填系統選用1臺Φ2600×3000mm（4）活化設備立式砂倉采用高壓水和壓縮空氣活化造漿。因此在蓄水池處配備三臺IS100-60-250型水泵用于高壓水活化造漿。水泵參數如下：流量100m3/s，揚程80m，功率37KW。并且在充填站外部設一座獨立空壓機站，站內配備4臺OGFD250型雙螺桿風冷空壓機用于壓縮空氣活化造漿。空壓機參數如下：排氣量42.8m為提高倉底活化效率，每座砂倉底部制作時均安裝活化噴咀，活化噴咀采用不銹鋼制作。在砂倉底部布置5層管路，每層管路均勻配置25噴咀，4座砂倉共需噴咀400個。4.4充填管網系統充填站布置4個充填鉆孔，3用1備，為減小井下工程量，充填鉆孔由+4700m標高施工至+4500m中段，在+4500m中段掘進充填管道聯絡巷與鉆孔硐室連通，聯絡巷規格2×2m，長約50m，具體根據鉆孔下口位置確定。充填管線自充填鉆孔經+4500m充填管線聯絡巷與+4500m中段運輸巷連通，經過中段聯絡巷及中段天井至各充填采場進行充填。充填鉆孔直徑φ300mm，充填套管采用φ219×20mm雙金屬復合管，內襯采用KMTBCr28耐磨合金材料，耐磨層厚度10mm，套管連接方式為管箍連接，套管與鉆孔之間的環狀間隙用42.5及水泥漿固井，鉆孔偏斜率不超過1%。充填站至充填鉆孔明管及井下主巷道采用φ150mm陶瓷管，進入采場采用φ150mm高錳鋼管，工作面采用φ150mmPVC管，管道采用卡式法蘭連接。4.5高位水箱和沉淀池（1）高位水箱充填系統用水主要用于立式砂倉造漿、料漿濃度調節及管道清洗。對于立式砂倉造漿及濃度調節，由于充填尾砂供料濃度為64～66%，基本達到充填料漿濃度要求，其供水主要考慮供水壓力，壓力應大于0.8MPa，用水量由于很小，可以忽略不計。對于充填管道清洗與應急用水，其供水應滿足清洗管路水量要求。因此。甲瑪礦充填生產設計在充填站布置高位水箱，正常生產時水倉內水經離心泵提供高壓水，應急情況下，水倉內水利用自然壓頭完成設備管道清洗工作，水倉內的水由選廠回水池提供。應急水倉容積應滿足管道清洗1小時的用水量，水流速按2.5m/s計算，滿足三套充填系統清洗管路的應急水倉容積為：π×0.075×0.075×2.5×3600×3=477m3，水倉容積設計為480m3。水倉底板應高于攪拌槽（2）沉淀池在攪拌系統故障時，須清理出攪拌系統中的料漿，沉淀池是用來臨時存放清理出來的料漿的，同時還可臨時存放生產污水及立式砂倉溢流水，考慮到沉淀池的安全裕度，選取沉淀池容積為135m35充填工業泵站5.1充填漿料輸送方式設計對4400m以上礦體全部布置了采切礦塊及采切工程，對各充填地點充填倍線進行了計算，結果見充填管路示意圖。4450m一標段全部可以實現自流輸送，4400m二、三標段自流可輸送范圍見下表。自流可輸送范圍表一般自流輸送，充填倍線6為可靠，8為可能。從上表可以看出，為可靠自流輸送，基建區域（礦塊布置在4420m標高）65%左右可以自流輸送，4445m以上礦塊45%左右、4470m以上礦塊30%左右、4490m以上礦塊20%左右可以實現自流輸送。對于不能自流輸送的采場，需要局部采用高壓泵動力輸送。5.2泵站建設及設備選型因生產初期部分地段不能滿足自流輸送要求，需采用加壓泵輸送充填料漿，在充填站附近新建一座充填工業泵站，對料漿進行加壓輸送。充填站標高為+4820m，充填工業泵站標高+4810m。漿料滿足自流要求。因充填系統分為自流輸送和加壓泵送兩種輸送方式，因此選取兩套制備系統為充填工業泵供料。兩臺攪拌桶制備的充填料漿采用重力自流，經電動閘板閥調節后采用分料三通分流，在經電動閘板閥和電動夾管閥匯入3臺充填工業泵。再經充填工業泵加壓后經Y型三通重新打入兩條充填管路。流程詳見圖1圖1充填工業泵型號為HGBS150.15.500，電機功率500kw，理論泵送能力150m3根據確定的單套系統小時充填量180m3/h，選用3臺型號為HGBS150.15.500充填工業泵，理論小時最大充填能力為150m3/h，最大泵送壓力為1該設備不同于普通的混凝土泵，是專門用于充填作業的工業充填泵，廣泛應用于煤礦充填開采、金屬礦山與非金屬礦的尾礦充填開采、冶金石化行業污水處理和固體廢棄物處理等領域，可用于長時間連續作業工況，滿足方案要求的輸送量，出口壓力在國內外同類產品中為一流水平，可保證充填料漿的超遠距離輸送，最大程度的提高系統的有效作業覆蓋半徑。HGBS150.15.500充填工業泵具有如下技術優勢：（1）全液壓控制：采用全液壓控制開式系統，油溫低，可靠性高，換向沖擊小，液壓系統自清潔能力強。（2）恒功率控制：采用雙泵組合流液壓系統，恒功率控制，系統更簡單、可靠。（3）砼活塞自動退回技術：檢查和更換活塞方便、快捷，結構簡單實用可靠。（4）高效耐磨元件技術：眼鏡板、切割環、S管閥等耐磨度高，使用壽命長。（5）變量節能技術：液壓系統采用多項變量技術，比例控制，按需輸出，高效節能。（6）自動潤滑技術：采用液壓同步控制的自動潤滑技術，保證砼活塞、攪拌與S管閥等運動元器件潤滑性能良好。（7）S管閥技術：獨特的大嘴S閥設計，閥體內部通徑增大，吸入面積增加，吸入效率提高，料漿更易泵送。（8）料斗防死角技術：全新設計的料斗，雙層弧焊結構，徹底去除死角位置，不積料。6充填步驟在充填料制備系統完全準備好的情況下，即可開始充填工作。充填工作步驟依次為準備—管路充水—料漿充填—充填結束清理。6.1準備通過對充填站、井上井下管路檢查，確認設備完好、無故障，方可進行充填工作。（1）水泥、尾砂、水充足，蓄水池供水泵工作正常；（2）各計量器具、輸送設備、攪拌設備、泵送設備正常；（3）管路連接無松動、無破損，密封圈完好；（4）布料管區域清除無關設備、物品及人員；（5）檢查完畢報充填站中央控制室。6.2管路充水充填開始時，先向管路中充水。充水的目的是：（1）清洗管路，排除管路中的異物，避免堵管；（2）滑潤管路內壁，減少充填體的沿程阻力損失。6.3料漿充填待泵送出一定量的水之后即可開始充填。充填時就地手動控制截止閥，料漿由高濃度攪拌槽送入井下采空區。6.4充填結束清理充填結束清理方法分兩種，一種為加入少量水（3～5m3）后加氣壓分段推動，將料漿壓入采空區，如采用較多水時，注意管路末端的水排向排水溝。另一種利用非膠結物料推出膠結物料，因為非膠結物料的管路停留時間可達48h，在充填結束時可用尾砂不加水泥的方式，將膠結物料推出管路，待第二天再充填時再加入膠結充填料進行泵送即可。7充填站保溫該充填站地處高海拔嚴寒地區，為防止尾砂倉出現結凍狀況影響生產，需要對尾砂倉采取保溫措施。設計在每個尾砂倉筒體側壁的外側設聚氨酯發泡保溫層，保溫層內預埋發熱電纜。8自動化控制系統8.1概述甲瑪銅多金屬礦地處高原環境，充填站標高+4820m，工作自然條件惡劣。因此甲瑪礦充填系統應建立先進的自動化控制系統，以提高工作效率，確保充填質量。充填自動化控制系統應具有運行可靠有效、功能齊全、操作簡單靈活、擴展容易、維護方便等特點，對充填生產過程進行全面的自動控制與運行監控。自動化控制系統要求能在穩定生產過程及保證充填指標的前提下，盡可能地提高設備生產能力，降低工人勞動強度，降低設備事故率，減少生產成本，提高經濟效益。充填站主要控制調節回路如下：（1）尾砂供料流量控制；（2）立式砂倉放砂流量、濃度監測與控制；（3）充填料漿配比控制；（4）充填料漿濃度控制；（5）恒壓供水控制；（6）立式砂倉、水泥倉、高位水箱、高濃度攪拌槽的料位監測與控制；（7）充填管路堵塞事故處理。要實現對充填系統的控制，需要監測下列工藝參數：（1）立式砂倉、水泥倉、高濃度攪拌槽的料位；（2）尾砂供料濃度與流量；（3）立式砂倉放砂流量和濃度；（4）水泥給料量；（5）充填漿流量和濃度；（6）砂倉、高濃度攪拌槽加水流量；（7）供風壓力和供水壓力；8.2控制水平自動化控制系統采用了集散型監控系統。集散系統一般結構：集散控制系統（DCS）是一種以分散數據采集、控制和集中監視管理為主要特征的計算機控制系統。系統一般由四部分組成：系統網絡、現場控制站、操作員站和工程師站。系統網絡是DCS的骨架，它是DCS的基礎和核心。對于整個系統實時性、可靠性和可擴充性起著決定性的作用。對于一個DCS系統首先要滿足系統的實時性要求，即在確定的時間限度內完成信息的傳遞；另外，系統網絡必須可靠，在任何情況下，系統網絡不能中斷，大多數DCS系統均采用雙總線型、環型或雙重星星來增強系統冗余、提高可靠性；而且，網絡一般都具有開放性，使系統可按實際需求進行拓展?，F場I/O控制站是一種完成對過程現場I/O處理并實現直接數字控制功能的網絡節點。其主要功能有三個：一是對現場的過程量進行數字化，形成與現場一致的過程量的實時映像。二是將實時數據通過網絡送到操作員站、工程師站及其它I/O控制站，以便實現全系統范圍內的監督和控制。三是在本站實現局部自動控制、順序控制和閉環控制。操作員站是處理一切與運行操作有關的人機界面功能的網絡節點，同時，該節點具有歷史數據處理能力。工程師站是對DCS進行離散的配置、組態工作和在線的系統監督、控制維護的網絡節點。主要提供系統組態和對系統的監控功能。網絡結構：系統信息集成網絡結構可化分為三個層次，即：現場控制層、上位監控層和上位管理層?，F場控制層主要由生產設備、儀器儀表、可編程邏輯控制器及現場總線組成，實現對生產過程的測控。過程監控層由4臺操作站（其中一臺工程師站，三臺操作員站）和一臺服務器組成。四臺操作站對生產現場進行監控，同時這操作站間互為備用，構成冗余系統。服務器一方面通過管理軟件實現對上位機系統的管理；另一方面作為數據服務器，為數據存貯、統計、報表和整合提供數據支持。以過程監控層數據數據服務器為基礎，建立Web服務器，在生產管理層實現與Internet相連，僅用通用的瀏覽器就可查看實際生產過程。操作站使用與DCS的接口把現場數據采集到過程數據庫中后，系統信息集成主要實時數據庫與關系數據庫的通訊以及控制系統的網頁發布兩個方面。本系統具有以下主要功能如下：（1）、控制點報警。（2）、配比控制。（3）、比例、積分、微分控制。（4）、開關控制。（5）、平均值。（6）、最大值/小值選擇。（7）、趨試圖。（8）、聯鎖控制。（9）、畫面顯示功能。8.3檢測控制系統（1）選廠尾砂量自動計量。（2）尾砂倉上下料位進行檢測，并根據料位情況控制送料泵。（3）尾砂倉出料濃度檢測和控制系統。（4）尾砂倉出料量檢測和控制。（5）水泥倉上下料位進行檢測報警（6）水泥倉出料量檢測和控制。（7）高濃度攪拌槽液位檢測和控制。（8）高濃度攪拌槽出料量檢測計量。（9）高濃度攪拌槽配料濃度檢測和控制系統。（10）充填管路沿程壓力監測。（11）、清水池液位檢測和控制系統。（12）、對所有用水點的水量、所有工藝物料量進行檢測計量累計，累計設備運行時間，打印保養及維護報告。（13）、車間電視監控制系統在充填車間重要崗位設有彩色攝像鏡頭，在充填控制室進行監控，實現車間的生產監控管理。8.4控制方式在控制室設置集中自動控制方式和現場手動方式。在集中自動控制方式運行時，設備的啟停由計算機控制系統按照工藝的要求順序自動啟動及停止。而現場手動則由操作人員在現場控制柜上完成操作。在每臺設備旁邊設計機旁操作箱或現場操作箱（柜），現場箱（柜）上安裝電流表，現場人員可以進行各種現場操作，如：現場檢修，就地運行以及安全。在集中自動控制運行時，設備啟動前，必須由控制室操作人員和現場操作工進行通信聯絡，系統才能啟動運行。現場設備的應答確認作為系統啟動運行的聯鎖條件。在現場手動運行時，現場控制箱上的遠程/就地開關打到就地方式，此時不僅從控制程序上斷開回路，而且從電氣連接上斷電，從而保證現場設備的絕對安全。8.5設備選型所有檢測和控制儀表采用電動儀表，檢測和控制儀表采用國產儀表和進口儀表，閥門采用電動。設備匯總表中儀表數量因設計進程無法統計準確，以施工圖為準。8.6控制方式根據工藝專業的配置和生產操作要求，主要分1個儀表集中控制室。充填車間的工藝流程中的檢測和控制集中于一個控制室，面積約100m28.7供電電源儀表供電，單項220VAC，50HZ，功率：100KW8.8網絡接口鑒于有的單體設備已經自身帶有PLC控制功能，需要用通訊方式把現場的實際參數采集到上位DCS中進行邏輯或數學運算，同時把上位DCS指令參數傳到設備中。借助于企業信息管理網絡硬件平臺，連接選礦集中控制DCS系統、全礦供配電計算機監控的PLC控制設備（具有TCP/IP協議的網絡接口模塊），組成工業以太網。對于那些無法接入DCS的現場數據，直接接入到一個數據庫采集服務器，把現場數據轉換成標準的數據庫.在標準數據庫的基礎之上，通過組態，觀測生產過程參數，對生產過程數據進行評估，生成各種生產報表、技術統計圖形、生產參數的趨勢圖形，并且為將來的二次開發和使用留有余地。9勞動組織每天2班充填，兩班共充填16h，充填系統地面充填班組每班共需6人，井下充填班組每班共需5人，充填系統每班共需11人，兩班共需22人。（1）地面充填站班組地面充填班組人員組成表5-1序號崗位人數單位備注站長0人材料及質量驗收員兼職控制室操作員2人材料及質量驗收員1人設備檢修員2人其中1名電工值班員1人合計6人注：表中為每班需要人員，配置僅供參考，具體根據實際情況進行調整。（2）工作面充填班組井下充填工作面充填班組人員組成表5-2序號崗位人數單位備注班長0人工作面操作工兼職工作面操作工4人管路巡檢工1人兼節流閥操作合計5人注：表中為每班需要人員，配置僅供參考，具體根據實際情況進行調整。10環境保護一、粉塵粉塵來源包括：高濃度攪拌槽、水泥運輸過程等。水泥上料過程中的粉塵主要是由卸料引起的，對于此類粉塵，可以采取的除塵措施為：降低裝卸料點落差：通過優化盡量降低卸料點落差，減少粉塵產生量。攪拌系統的除塵主要包括粉料倉倉頂除塵、粉料輸送中的除塵和高濃度攪拌槽的除塵，針對各個部分的功能采取如下措施：（1）粉料倉的除塵措施：粉料倉主要在進料時產生粉塵，為了解決好粉料倉的粉塵問題，粉料倉與加料設備密封連接，避免粉塵外溢，同時在倉頂設置除塵器除塵，除塵器收集的灰直接放入各自圓筒倉內。（2）粉料輸送過程中的除塵措施：粉料的運輸采用散裝水泥運輸車，有效防止在運輸過程中的粉塵污染，粉料由粉料倉經螺旋輸送機輸送至計量斗，特點：連續螺旋葉片阻力小、動平衡好、輸送能力強；中間支撐免維護，使用壽命長；減速器輸出軸部位采用特殊密封形式，安全可靠、粉塵無泄漏。（3）高濃度攪拌槽的防塵措施：螺旋輸送機與高濃度攪拌槽采用封閉式連接，通過在高濃度攪拌槽上方布置呼吸袋統一除塵，利用投料時空氣外泄，將呼吸袋體積膨脹，而投料結束以后，呼吸袋自動收縮，既能夠控制粉塵在呼吸袋內，防止粉塵污染環境，同時，利用呼吸袋自然的收縮，將捕集到的粉塵放回到高濃度攪拌槽內直接利用。另外高濃度攪拌槽蓋上安裝有加壓水泵，將水通過噴嘴向高濃度攪拌槽內噴注，可以有效的覆蓋內部粉塵飛揚和及時清洗內壁。二、噪聲充填站系統的噪聲主要來源于高濃度攪拌槽、空壓機、相關運輸設備等。在生產過程中所產生的振動、轉動設備噪聲治理方面，盡量選用低噪聲設備，并對相關設備采取了降噪措施，如高濃度攪拌槽支撐腳下面安裝特制橡膠減震墊，具有很好的減震減噪效果。對控制室進行隔聲降噪設計，為部分崗位操作人員配備個體防護用品，降低噪聲的危害。三、廢水充填系統產生的廢水主要為地面充填站的清洗設備用水及井下管路的清洗用水。地面設備清洗所產生的廢水由排水溝排到沉淀池，清洗管路用水經工作面排水管排到采區沉淀池，再由礦井排水系統排到地面復用。四、廢料充填系統產生的廢料主要是發生堵管事故時清除的充填料。因管路堵塞等原因，相關設備及充填管路內的料漿需排出系統。地面的料漿清理出來運輸到廢料場進行處理；井下巷道內的廢料經礦車運出到井下適當地點進行填埋等不出井處理。11安全措施（1）充填工作進行前，須備齊操作所需工具；檢查主干管、布料管及各閥門的安裝是否牢靠，性能是否靈敏可靠；清理好沖洗管路的排水水溝。（2）管道充填時，作業人員和其他人員必須避開排料方向。（3）充填過程中，充填工和維護觀察工要密切注視充填范圍內充填料漿的接頂情況。（4）充填要結束前，跟班隊長應隨時分析待充填空間，并及時通知信號工，信號工通知充填站控制室以及安排清洗時間。（5）在整個充填過程中要由班長指派專人在可能進入干線管路充填管范圍內的所有通道上設崗，嚴禁無關人員進入。整個充填管路的兩側嚴禁與充填工作無關的人員隨意行走，充填出口的下方及充填管路的下方嚴禁人員停留。（6）工作面出現堵管時，作業人員必須及時通知信號工，由信號工通知充填站停止供料，并關閉干線管路供料系統，禁止帶壓卸載管路。（7）布料管出現堵管時，及時停泵，拆除布料管及彎頭進行疏通。（8）預防堵管事故措施：1）控制原材料質量。2）必須嚴格按照規定的濃度對充填料漿配比。3）充填前必須詳細檢查干線管路的固定、磨損及變形情況是否符合規定；管路是否有滲漏等現象。4）設置實時監控系統。5）閥門操作工必須按照充填指令進行操作。6）嚴格按照既定的充填順序進行充填。7）加強對職工的業務培訓，增強其熟練強度，以免因不熟練誤操作而造成堵管。（9）處理堵管事故方法、步驟及安全注意事項：1）準確判斷堵管部位，確定后及時向礦調度室及有關領導匯報，組織力量全力進行處理。2）如果系統管路堵塞，首先檢查地面水平段管路，其次檢查鉆孔段管路，由當班充填班長負責指派專人處理堵管事故，指派有經驗、認真負責、有責任心的職工擔任此項工作并與控制室隨時保持聯系，操作人員在卸管期間嚴禁泵送供料，步驟是先打開地面水平段管路末端的三通，其他管卡暫時不動，確定是否出充填料漿，如不出，則處理地面水平段管路，打開地面水平段管路末端彎管，然后進行水壓、錘擊振動、注水等方法進行處理；如出，則檢查鉆孔段管路下面的三通，確定是否下充填料漿，如不下，則處理鉆孔段管路，打開鉆孔段管路下彎管，然后進行水壓、錘擊振動、注水等方法進行處理，特別注意在所有處理堵管事故中都視為管內有充填料漿流動有壓力。3）在處理鉆孔段管路堵塞的過程中，斷開彎管及三通、接頭的操作人員應站立在彎管下方，主要是避開立管內充填料漿下落時產生極大的壓力使彎管擺動傷人，卸三通及彎管接頭時，注意管內有壓力，接頭螺栓逐步松動中接頭縫隙噴水灰漿傷害眼睛。4）在進行捶擊過程中應一個一個進行，其他人員遠離現場六米以外，并提供照明，輪換進行錘擊振動，并在捶擊前觀摩好，撤離路線是否有雜物等其他物品妨礙通行，以便充填料漿下來時躲避、撤離時不被絆倒、刮傷等，造成不必要的傷害。5）處理地面水平段和平巷堵管可參照第三條所述接頭、三通拆卸方法進行處理，并保證通訊暢通，隨時與控制室聯系，及時準確匯報處理情況，盡快恢復生產。（10）嚴格按工藝要求及參數進行充填和配比。（11）充填管需滿足以下技術要求：充填管路及其法蘭等附屬連接件承壓能力必須達到20MPa的壓力，所有焊縫都加外接頭，以確保充填管路整體承壓能力滿足20MPa的壓力。（12）充填工作面開采過程中必須進一步加強頂板觀測和充填質量管理，加強技術管理工作。（13）經常向工人貫徹防水及避災知識，提高防范意識。（14）發生災害時，所有人員不得驚慌和亂跑，保證人員安全的前提下，積極組織現場救災，人員之間要進行互救并迅速撤離現場。（15）災害發生后要及時與調度室取得聯系，要聽從礦調研室的統一指揮，嚴禁獨自行動。（16）合理安排充填順序與措施，保證充填作業連續進行，保證充填體12投資估算12.1概述投資范圍主要有充填站、充填管路、配電設施、充填站場平?？偼顿Y估算 10446.40萬元。12.2編制依據（1）人工工資：采用當地人工工資標準。（2）材料價格：取費基價的價格按有色定額站頒布的基價管理有關規定執行；主要材料按當地材料價格計算。（3）設備價格：執行現行詢價，運雜費按10%計算。備品備件按2%計算。12.3定額指標的采用（1）安裝工程：采用2013年《有色金屬工業礦山機電設備安裝預算定額》。（2）建筑工程：參考《西藏建筑工程預算定額》，參照類似礦山的綜合指標，并加以調整。（3）綜合費率和其他費用：按2013年《有色金屬工業建安工程費用定額、工程建設其他費用定額》計算。12.4附表（1）充填系統工程費用表（2）工程建設其他費用（3）充填設備及安裝細表（4）充填管路工程及費用細表（5）變配電站設備及安裝細表（6）總圖工程及費用細表（7）土建工程及費用細表充填系統綜合估算表序號工程或費用名稱價值（萬元）技術經濟指標占投資額（%）建筑工程設備購置安裝工程其他費用總價值數量單位指標總估算值2868.375674.04889.181014.8210446.40100.00%一工程費用2868.375674.04889.189431.5890.29%1充填站191.503822.08600.464614.0544.17%1.1土建（含水暖電）121.50121.50450m227001.16%1.2鋼平臺及鋼支架70.0070.00100t70000.67%1.3設備及安裝3369.81328.033697.8535.40%1.4動力配線14.6912.4327.12565kw4800.26%1.5室內配管47.0247.020.45%1.6自動化系統437.58212.98650.566.23%2充填站變配電所56.25241.2326.84324.323.10%2.1充填站高壓配電土建（含水暖電）33.7533.75135m225000.32%2.2充填站變電土建（含水暖電）22.5022.5090m225000.22%2.3設備及安裝241.2326.84268.072.57%3充填工業泵站141.951388.76158.221688.9316.17%3.1土建（含水暖電）97.2097.20360m227000.93%3.2沉淀池土建11.0011.001座1100000.11%3.3泵房配電室33.7533.75135m225000.32%3.4工藝設備及安裝1218.51118.621337.1312.80%3.5配電設備及安裝140.2515.60155.851.49%3.6動力配線30.0024.0054.001500kw3600.52%4空壓機站33.75221.9635.66291.372.79%4.1土建（含水暖電）33.7533.75135m225000.32%4.2設備及安裝201.9619.66221.622.12%4.3動力配線20.0016.0036.001000kw3600.34%5充填管路敷設1171.881171.8811.22%6充填總圖設施1273.041273.0412.19%7架空線路及電纜敷設68.0068.000.65%二工程建設其他費331.41331.413.17%三預備費683.41683.416.54%工程建設其他費用序號工程或費用項目名稱價值（萬元）備注二工程建設其他費用331.411勘察測量費15.00（有色金屬工業）《工程建設其他費用定額》（2013版）2工程監理費243.26（有色金屬工業）《工程建設其他費用定額》（2013版）3竣工圖編制費27.75基本設計收費×8%（有色金屬工業）《工程建設其他費用定額》（2013版）4聯合試運轉費45.39設備費用×（0.5%+0.3%）（有色金屬工業）《工程建設其他費用定額》（2013版）充填設備及安裝細表序號項目符號設備及安裝工程名稱單位數量重量（噸）單位價值（元）總價值（元）單位數量總重量設備安裝工程設備安裝工程總計其中工資總計其中工資充填站1水泥倉320m套4180000072000002立式砂倉容積1500m3套45100000204000003高濃度攪拌槽Φ2400mm×2600mm臺4880003520004雙葉輪給料機臺4300001200005TSFⅡ400×4000微粉稱臺4800003200006閘板閥臺410000400007水泵IS100-65-250臺315000450008機械回旋反吹反吹扁布袋除塵器臺422000880009微型空壓機V-0.22/10臺1350003500010電磁流量計臺82400019200011刀閘閥臺18600010800012濃度計個86500052000013管夾閥個450002000014流量調節閥個8120009600015手拉葫蘆動單軌小車位水箱個1100001000018不銹鋼逆止噴嘴個4001200480000空壓機站1空壓機OGFD250臺44500001800000充填工業泵站1充填工業泵HGBS150.15.500臺33500000105000002充填泵上方接料斗套322000660003電動閘板閥DN150臺57000350004電動夾管閥DN150臺318000540005高壓耐磨鋼編膠管DN150套514000700006Y型三通套113000130007高壓耐磨鋼編膠管DN203套316000480008法蘭直管6m根1