金川矿山设计为机械化下向胶结充填采矿法,充填体质量对井下作业人员安全至关重要。矿区灰浆充填系统关键控制回路的自动化程度不高,充填系统生产能力低,不能适应矿山生产发展的产量和效益要求,充填生产时料浆流速和流态正处于管道及流量调节阀的磨损消耗高峰值,充填管、灰浆调节阀等关键备件的使用周期较短。本论文重点针对金川矿区深井灰浆充填的控制系统、系统生产能力方面存在的问题,分两部分展开研究工作。一是充填系统智能化控制研究。研究导致给料发生波动的因素剖析和软件开发等方式,结合CB820P系统单机控制模式及充填系统中的微粉物料计量、信号采集方式、控制程序等方面进行组态。研究内容主要包括充填过程控制智能化系统,水泥给料系统精准计量设备研发、砂石给料计量设备稳定性研究,流量调节阀耐磨材料与结构、控制研究,工业视频在井下充填系统的覆盖,设计了系统中各分系统之间的连锁闭锁,开发了“关键参数三区控制”报警程序、生产参数自动生成报表软件等内容。二是充填系统搅拌装置能力升级研究。通过搅拌装置关键控制指标研究,在原充填管网系统不做调整的基础上,立足于现有生产工艺条件,结合我公司对充填体灰浆技术指标要求,利用《金属矿山充填采矿法规范》、B.C.克诺罗兹公式、杜拉德公式进行计算,确定系统能力升级的空间;利用几何放大原理、“陈道芳理论”等,结合生产现状调研等手段,研发了一套生产能力为130m3/h的新型搅拌装置。后期进行了单体工业试验并对充填体灰浆取样进行试块强度的测试,改造后与原有系统匹配性验证等一系列问题。论文研究应用后,解决了原有问题,并取得一定的成果。实现了皮带秤大滞后的自动控制,在深井灰浆充填自动控制系统中应用了总线技术,开发了一套针对充填过程控制的生产报表自动生成软件,研发了国内先进的微粉输送和计量设备—“微粉秤”,研发了一种新型充填搅拌装置,使系统能力得到有效升级,获得两项专利,研发了一种开放式可拆卸管夹阀,并获得专利。