前言

近年来，我国一直提倡“绿水青山就是金山银山”的可持续发展理念。而对矿业来说，绿色矿山新建设是践行可持续发展理念的新风向标。

建设背景

随着矿山开采规模的逐步扩大，采空区带来的安全隐患成为矿山必须解决的问题；同时，矿山尾矿排放量逐年增大，而尾矿库库容难以满足未来扩大生产的要求，对此，矿山设计采用尾砂对采空区进行充填，并进行充填工艺研究及系统设计，充填采矿可在解决矿山生产安全及尾砂排放带来的安全环保问题的同时，又最大化的回收了资源，实现矿山绿色开采。

系统概述

矿山尾砂充填自动控制系统基于物联网、可视化等技术，建设尾砂充填自动化系统，实现进仓分配、放空及冲洗、水泥仓下料量的配比控制、砂仓放料监测、 料位、液位监测、联锁调节、充填尾砂浓度控制、充填尾砂量与水泥的比例控制、充填矿浆干矿量计量及浓度控制、搅拌桶液位控制、液下泵池液位检测、 污水泵控制、水量计量、料仓松动防堵和充填管道清洗控制系统、尾矿输送泵 房尾砂输送缓冲池、尾砂搅拌槽、水封水池液位检测和报警、尾矿输送泵房尾 矿输送管路恒压输送。

开发技术

数维图 Sovit2D 可视化组态编辑器基于 B/S 架构，通过对充填工艺流程进行可视化拖拽重构设计，对接测点数据实现 Web 化跨平台访问，打开浏览器即可随时访问监控场景，通过数据驱动让新型Web组态界面得以使用 2D、3D 等不同形式进行多样化展示。

效果展示

Sovit2D开发工具提供了方便实用的绘图工具，内置了大量预先设计好的图元组件，比如除尘机、水泥仓、流量计、浓密机、搅拌机、浓度计、调节阀、泵、管网和其他标准工业元件。画面以动态的图形和颜色实时显示管网、开关等运行状态，操作人员在操作室就可以及时了解设备的工况，降低危险系数。

充填技术

分级尾砂充填

分级尾砂充填工艺是我国应用最为广泛的充填工艺，绝大部分充填矿山均建有分级尾砂充填系统，包括分级尾砂胶结充填和非胶结充填。

高浓度全尾砂胶结充填

高浓度全尾砂胶结充填工艺的特点是以全尾砂作为充填骨料，通过活化搅拌，在高浓度状态下输送到采场。该工艺全部尾砂作为充填料，因而适用于充填料来源不足、在地表不能建尾砂库、尾砂中含有害物质需要处理或尾砂中含有将来可以利用的有用物质而需要保存在井下的矿山。

块石砂浆胶结充填

块石砂浆胶结充填的基本特点是以砂浆包裹块石形成胶结充填体。由于充填体中的部分砂浆被块石替代，不但提高了充填体的整体强度，而且可显著降低充填成本。

碎石水泥浆胶结充填

碎石水泥浆胶结充填是以自然级配的碎石料作为充填集料的一种充填新工艺。往往将碎石与水泥浆分别输送到井下，充填料采用无轨设备或矿车运送充入采场，也可借助自重经溜槽直接充入采空区，通过水泥浆浇淋碎石进行自淋混合。

废石胶结充填

废石充填往往采用自然级配的破碎料、掘进废石料作为充填集料。大规模废石胶结充填主要采用自淋混合的工艺制备胶结混合料，不但简化了混合工艺，大幅度降低了制造成本，而且可实现大规模连续充填。

膏体泵送胶结充填

膏体泵送胶结充填的特点是将充填物料制备成高浓度的膏体状稠料，借助正压排量泵输送。该充填方式的关键因素是物料的可泵送特性，因此对充填物料的配合有比较严格的要求。

磨砂胶结充填

磨砂胶结充填已逐步减少，目前成规模应用的矿山主要有金川二矿、龙首矿、武山铜矿和建德铜矿。

赤泥胶结充填

赤泥胶结充填于20世纪90年代在山东湖田钜土矿应用成功。其主要组份包括赤泥、粉煤灰、石灰和减水剂。选用粉煤灰作为充填掺和料，其作用是吸收赤泥浆中多余的水分，提高充填料浆浓度。又由于粉煤灰颗粒较均匀且呈球状，和赤泥制备成混合浆后，有利于管道输送。

赤泥全尾砂胶结充填

赤泥全尾砂胶结充填是以赤泥胶结剂与全尾砂湿合后进行胶结充填的技术。其充填料组份包括赤泥、石灰浆和全尾砂。

高水固化胶结充填

成规模应用高水固化胶结充填工艺的矿山主要有鸡冠嘴金矿和焦家金矿。其他如铜陵凤凰山铜矿、小铁山铅锌矿和武山铜矿等矿山，则在特殊条件下应用或用于充填接顶。

似膏体充填新技术

似膏体充填技术继承了一般水力充填中料浆流动性能好，易于实现管道输送的优点，同时又具有膏体充填浓度高，井下不脱水或少量脱水，充填质量好，强度高的优势。

实现价值

随着物联网的高速发展，相较于传统组态软件产品，基于Web的 Sovit2D组态开发平台更适合 C/S 向 B/S 转型的大趋势，轻松的设计模式、丰富的可视化组件、快捷的数据绑定方式，可用于快速创建和部署。积极应用大数据、物联网、可视化等技术，构建安全、低碳、高效、智慧的充填自动化系统。