摘要：
1.引言
矿产资源的开采伴随着大量采空区的产生，处理不当会引发环境和安全问题。充填采矿法作为一种有效的开采技术，利用固体废弃物回填采空区，支撑地下空间，减少废弃物排放。中关铁矿采用阶段空场嗣后充填采矿法，面临尾砂中细粒级物料影响充填体强度的问题。本研究通过引入水力旋流器，优化了充填工艺，提高了充填效率和安全性。
2.水力旋流器的原理与应用
(1)水力旋流器的构造与原理
水力旋流器是一种利用离心力实现物料分级的设备，由进料管、圆柱体、圆锥体等部分组成。矿浆在压力作用下进入旋流器，在离心力场作用下，大颗粒物料向下沉降，细颗粒物料从溢流口排出。
(2)水力旋流器在铁尾矿充填中的应用
在铁矿的充填工艺中，通过在立式砂仓的进砂口处增加水力旋流器组，对尾砂进行分级，提高了进入充填砂仓物料的粒度，优化了充填工艺。
3.水力旋流器在铁尾矿充填工艺中应用
(1)原工艺流程分析
原充填工艺采用全尾砂充填，由于细粒级物料占比较大，影响了充填体的强度和稳定性。
(2)引入水力旋流器
在原工艺流程的基础上，通过增加水力旋流器组对尾砂进行分级，有效提高了底流尾砂的粒度，减少了细粒级物料的比例。
(3)工艺参数优化
通过调整充填料浆浓度、灰砂比和充填材料配比等工艺参数，进一步提高了充填体的强度。
4.水力旋流器在铁尾矿充填工艺中应用的试验研究
(1)给料压力对分级效果的影响
研究表明，给料压力对旋流器的分级效果有显著影响。在给料压力为0.09 MPa时，可以获得产率较高、粒度较粗的底流尾砂。
(2)工艺指标的优化
通过试验确定了最佳的充填料浆浓度为58%，灰砂比为1:4，充填材料配比为矿渣微粉：激发粉=55:45。
(3)充填体强度的提高
优化后的工艺参数有效提高了充填体的强度，满足了矿山地质条件的要求。
5.研究结果与讨论
(1)经济效益分析
水力旋流器的应用减少了充填材料的使用量，降低了充填成本，具有显著的经济效益。
(2)环境效益分析
优化后的充填工艺减少了尾矿的堆存和环境污染，提高了资源的利用率。
(3)社会效益分析
充填工艺的优化提高了矿山的安全生产水平，对矿山周边社区的稳定和发展具有积极影响。
6.结论
水力旋流器在铁矿尾砂充填工艺中的应用，通过提高底流粒度和优化工艺参数，有效提高了充填体的强度，降低了充填成本，对矿山的可持续发展具有重要意义。该技术的成功应用为其他矿山提供了宝贵的经验。