本发明涉及尾砂填充技术领域，更为具体地，涉及一种尾砂造浆装置及其造浆方法。
背景技术：
尾砂充填系统在我国矿山井下的充填工作中得到使用广泛，然而，由于尾砂在填充前，需要将其放置在特定容器中进行存放，而尾砂由于其特有的结构特性，经过短暂的时间后就会出现沉淀，从而形成饱和砂，后期取砂非常困难，即便通过一些特殊方式能够取出，取出的尾砂的使用效果也较差。因此，在尾砂存放的过程中，必须先对尾砂进行造浆，使其一直保持流动性。
目前，传统的尾砂造浆方式还是使用搅拌桶实现，由于搅拌桶体积小，造浆量少，效率较低；此外，这种造浆方式还需要通过人工或者机器持续性的对容器内的尾砂进行搅拌，从而防止尾砂出现沉淀，确保尾砂的流动性。
然而使用人工搅拌的方式进行造浆不仅效率低下，而且造浆效果较差，经常出现部分尾砂沉淀的现象。此外，使用机器搅拌的造浆方式虽然具有很好的造浆效果，但是，机器结构复杂、价格昂贵且容易受损。
基于此，亟需一种效率高、造浆效果好且经济实用的尾砂造浆装置。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种尾砂造浆装置及其造浆方法以解决现有的尾砂造浆工艺效率低、成本高且造浆效果差的问题。
一方面，本发明提供的尾砂造浆装置，包括砂仓、设置在所述砂仓内的造浆系统以及与所述造浆系统连通的排气系统；其中，
所述造浆系统包括固定在所述砂仓内壁上的造浆管和安装在所述造浆管上并与所述造浆管连通的造浆喷头组件，所述排气系统包括供气主管和排气支管，所述排气支管的一端与所述供气主管连通，所述排气支管的另一端与所述造浆管连通；并且，
待造浆的尾砂存放在所述砂仓内并通过所述造浆喷头组件喷出的高压气体实现造浆。
此外，优选的方案是，所述砂仓为锥体结构。
此外，优选的方案是，所述造浆管设置有至少两个，并且各造浆管均通过所述排气支管与所述供气主管相连；
所述造浆管在所述砂仓内壁上呈上下对称或者均匀分布。
此外，优选的方案是，所述造浆喷头组件在所述造浆管上设置有至少两组；并且，
所述造浆喷头组件在所述造浆管上呈均匀分布。
此外，优选的方案是，所述造浆喷头组件包括水平造浆喷头以及倾斜造浆喷头；并且，
所述水平造浆喷头与所述倾斜造浆喷头绕所述造浆管均匀间隔分布。
此外，优选的方案是，所述水平造浆喷头的喷向水平指向所述砂仓的中轴线。
此外，优选的方案是，所述倾斜造浆喷头的喷向倾斜指向所述砂仓的中轴线。
此外，优选的方案是，在各排气支管上均安装有排气阀门。
此外，优选的方案是，在所述砂仓底端开设有出浆口，在所述出浆口上安装有出浆阀门。
另一方面，本发明还提供一种利用上述尾砂造浆装置进行造浆的方法，所述方法包括如下步骤：
将待造浆的尾砂自所述砂仓的上口存放入所述砂仓内部；
通过所述排气系统向所述造浆管内通入高压气体，所述高压气体自所述造浆喷头组件中喷出实现对所述砂仓内尾砂的松散扰动；
待所述砂仓内尾砂全部松散均匀且具有流动性后，将所述尾砂自所述砂仓底部排入外界的收容装置内。
利用上述尾砂造浆装置及其造浆方法，通过排气系统配合造浆系统的高压扰动方式替代传统的人工或者机器搅拌方式，既能够提高工作效率以及造浆效果，又能够一定程度上节约成本；此外，通过为造浆喷头设置不同的喷向能够进一步提高造浆效果；最后，通过设计锥形结构的砂仓存放尾砂，既能够显著增加尾砂的造浆量，又能够便于造浆完成的尾砂靠自身重力自砂仓底部排出。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为根据本发明实施例的尾砂造浆装置的主视图；
图2为根据本发明实施例的尾砂造浆装置的俯视图；
图3为根据本发明实施例的尾砂造浆装置的使用方法流程图。
其中，附图标记包括：砂仓11、出浆口111、造浆系统12、造浆管121、水平造浆喷头122、倾斜造浆喷头123、排气系统13、供气主管131、排气支管132。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
图1示出了根据本发明实施例的尾砂造浆装置的主视结构，图2示出了根据本发明实施例的尾砂造浆装置的俯视结构。
结构图1与图2共同所示，本发明实施例中提供的尾砂造浆装置，包括用于存储尾砂的大容量砂仓11、设置在该砂仓11内的造浆系统12以及与造浆系统12连通的排气系统13，造浆系统12配合排气系统13实现对砂仓11内尾砂的扰动造浆。
具体地，造浆系统12包括固定在砂仓11内壁上且结构呈圆环状的造浆管121以及安装在造浆管121上并与造浆管121内部连通的造浆喷头组件；排气系统13包括供气主管131和排气支管132，供气主管131用于持续供应高压气体，排气支管132的一端与供气主管131内部连通，排气支管132的另一端与造浆管121内部连通。
在实际使用过程中，先将待造浆的尾砂存放在砂仓11内，然后通过供气主管131配合排气支管132持续向造浆管121中充入高压气体，此时高压气体即会在所造浆喷头组件中持续喷出，从而对砂仓11内尾砂进行持续扰动，确保尾砂的流动性，实现对砂仓11内尾砂的造浆。
在本发明的一个优选的实施方式中，可以将砂仓11的结构设计为锥体结构，并将造浆管121固定安装在该砂仓11内部的同一水平面内；锥体结构更利于尾砂靠自重下落，在实际造浆过程中，正对造浆喷头组件的尾砂在造浆喷头喷出的高压气体的作用下向上运动，运动到一定位置后靠自身重力下落至原来位置，然后再次在高压气体的作用下向上运动，从而实现循环往复，避免尾砂沉淀。此外，将砂仓11的结构设计为锥体结构还有助于将砂仓11内的全部尾砂自砂仓11底部排出，防止尾砂粘黏在砂仓11侧壁或砂仓11底部。
此外，为提高尾砂造浆装置的造浆效果，造浆管121在砂仓11内部上设置有多个(至少两个)，造浆管121在砂仓11内壁上呈上下对称或者均匀分布，并且各造浆管121均通过排气支管132与供气主管131相连；通过这种设计可以使砂仓11内不同水平高度的尾砂均能得到扰动，实现造浆。
需要说明的是，由于砂仓11内的尾砂是向下沉淀的，因此，在多个造浆管121中，需要将一个造浆管121设置在砂仓11内部的最下端，其余造浆管121与根据该造浆管121进行上下对称或者均匀分布。通过这种方式能够进一步确保砂仓11内尾砂的流动性。
另外，造浆喷头组件在造浆管121上也可以设置多组(至少两组，具体数量根据造浆管121的直径而定，以实现对该造浆管121所处平面附近的尾砂均能进行扰动为宜)；并且，造浆喷头组件在造浆管121上呈均匀分布。
此外，在本发明的一个具体的实施方式中，造浆喷头组件包括水平造浆喷头122以及倾斜造浆喷头123；并且，水平造浆喷头122与倾斜造浆喷头123绕造浆管121均匀间隔分布；其中，水平造浆喷头122的喷向水平指向砂仓11的中轴线；倾斜造浆喷头123的喷向倾斜向上，指向砂仓11的中轴线，优选设置为倾斜向上45°。通过这种设计可以基本实现对砂仓11内所有位置尾砂的扰动，显然提高尾砂的扰动效果，确保砂仓11内每个位置的尾砂的流动性。
此外，为便于控制整个尾砂造浆装置不同时刻的尾砂的扰动效果，可以在各排气支管132上均安装有排气阀门(图中未示出)，通过排气阀门控制造浆喷头组件喷出高压气体的速率，从而实现对尾砂造浆效果的控制。
另外，为便于将砂仓11内的全部尾砂排出，以便后期充填使用，可以在砂仓11底端开设出浆口111，并在出浆口111上安装有出浆阀门(图中未示出)，通过出浆阀门控制控制出浆速度。
在实际制作过程中，为了节省成本，可以就地取材制作该尾砂造浆装置，其中，砂仓11可以使用高强度铁皮制作或者使用混凝土筑造，造浆管121可以使用钢管高温弯折、焊接制造，供气主管131由外界的供气系统直接提供，排气管用钢管制作。在实际使用中，当排气系统13或造浆系统12损坏时，只需更换相应的钢管或喷头即可。
另一方面，图3示出了根据本发明实施例的尾砂造浆装置的使用方法的流程，由图3可知，本发明还提供一种上述尾砂造浆装置的使用方法，该方法包括如下步骤：
s110：将待造浆的尾砂自砂仓的上口存放入砂仓内部；
s120：通过排气系统向造浆管内通入高压气体，高压气体自造浆喷头组件中喷出实现对砂仓内尾砂的松散扰动；
s130：待砂仓内尾砂全部松散均匀且具有流动性后，将尾砂自砂仓底部排入外界的收容装置内，以便后期矿山井下进行充填工作使用。
通过上述实施例可知，本发明提供的尾砂造浆装置及其造浆方法至少具备以下优点：
1、通过排气系统配合造浆系统的高压扰动方式替代传统的人工或者机器搅拌方式，既能够提高工作效率以及造浆效果，又能够一定程度上节约成本；
2、通过为造浆喷头设置不同的喷向能够显著提高整个装置的造浆效果；
3、通过设计锥形结构的大容量砂仓存放尾砂，既能够显著增加尾砂的造浆量，又能够便于造浆完成的尾砂靠自身重力自砂仓底部排出。
如上参照图1至图3以示例的方式描述根据本发明的尾砂造浆装置及其造浆方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的尾砂造浆装置及其造浆方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
1.一种尾砂造浆装置，其特征在于，包括砂仓、设置在所述砂仓内的造浆系统以及与所述造浆系统连通的排气系统；其中，
所述造浆系统包括固定在所述砂仓内壁上的造浆管和安装在所述造浆管上并与所述造浆管连通的造浆喷头组件，所述排气系统包括供气主管和排气支管，所述排气支管的一端与所述供气主管连通，所述排气支管的另一端与所述造浆管连通；并且，
待造浆的尾砂存放在所述砂仓内并通过所述造浆喷头组件喷出的高压气体实现造浆。
2.如权利要求1所述的尾砂造浆装置，其特征在于，
所述砂仓为锥体结构。
3.如权利要求2所述的尾砂造浆装置，其特征在于，
所述造浆管设置有至少两个，并且各造浆管均通过所述排气支管与所述供气主管相连；
所述造浆管在所述砂仓内壁上呈上下对称或者均匀分布。
4.如权利要求3所述的尾砂造浆装置，其特征在于，
所述造浆喷头组件在所述造浆管上设置有至少两组；并且，
所述造浆喷头组件在所述造浆管上呈均匀分布。
5.如权利要求4所述的尾砂造浆装置，其特征在于，
所述造浆喷头组件包括水平造浆喷头以及倾斜造浆喷头；并且，
所述水平造浆喷头与所述倾斜造浆喷头绕所述造浆管均匀间隔分布。
6.如权利要求5所述的尾砂造浆装置，其特征在于，
所述水平造浆喷头的喷向水平指向所述砂仓的中轴线。
7.如权利要求5所述的尾砂造浆装置，其特征在于，
所述倾斜造浆喷头的喷向倾斜指向所述砂仓的中轴线。
8.如权利要求7所述的尾砂造浆装置，其特征在于，
在所述排气支管上安装有排气阀门。
9.如权利要求7所述的尾砂造浆装置，其特征在于，
在所述砂仓底端开设有出浆口，在所述出浆口上安装有出浆阀门。
10.一种利用权利要求1至9中任意一项所述的尾砂造浆装置进行造浆的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
将待造浆的尾砂自所述砂仓的上口存放入所述砂仓内部；
通过所述排气系统向所述造浆管内通入高压气体，所述高压气体自所述造浆喷头组件中喷出实现对所述砂仓内尾砂的松散扰动；
待所述砂仓内尾砂全部松散均匀且具有流动性后，将所述尾砂自所述砂仓底部排入外界的收容装置内。
技术总结