变径满管流系统垂直管道最大安全高度的确定

深井充填管道充填料浆自由下落会对管道产生严重的破坏,而满管流输送可以大大降低料浆对管道的冲击磨损和管道所受的压力.理论分析与研究表明,管径的变化对充填料浆的水力坡度具有很大影响,因此采用变径管有助于深井充填实现满管流输送.在深入分析变径满管流输送系统水平管部分料浆压头损失的系统曲线和垂直管能量的"泵"曲线的基础上,从理论角度得出了满管流系统垂直管道最大安全高度,进一步从管道额定压力角度综合分析得出了垂直管道极限高度的计算公式,为深井矿山充填系统的设计提供了理论依据.     

深井充填管道输送系统减压技术探讨

随着开采深度的增加，深井矿山越来越多，充填采矿法已显得越来越重要。深井充填管道输送由于充填倍线小，料浆流速大对管道形成了很大的冲击磨损。文中从研究影响充填管道磨损的因素出发，总结归纳出了国内外7种深井充填系统减压技术，并分别阐述了其工作原理和实现途径，为深井矿山充填系统的设计提供了重要的理论依据。     

深井矿山高浓度充填料浆自流输送管道磨损研究

为研究深井矿山高浓度充填料浆自流输送管道磨损情况,从速度、动量和能量守恒角度分析了深井矿山自流输送充填料浆运动机理、管道破坏机理和管道磨损机理,得出了充填料浆特性、充填钻孔、管道材质、充填倍线与自流充填管道磨损影响因素之间的关系。通过ANSYS FLUENT三维数值模拟结果和矿山实际管壁监测结果,研究了水平管和弯管的管道易磨损位置,提出了深井矿山自流充填管道降低磨损的技术方法,为矿山深井高浓度自流充填系统的持续、安全、稳定和高效运行提供了重要的技术支持。     

深井矿山充填钻孔失效分析及预防措施

作为深井矿山充填系统的咽喉工程,充填钻孔失效将严重影响矿山的正常生产。通过分析充填钻孔不同结构形式,提出了钻孔堵塞和磨损失效模式及其原因;分析深井充填系统管道内料浆在不同状态下运动特征,明确了非满管流输送是引起钻孔和管道磨损的主要原因;提出闭路满管输送、管路布置优化、小管径增阻减磨以及破损钻孔修复等预防钻孔失效的技术措施,保证矿山安全高效生产。     

深井煤矿长距离输送沿空留巷充填技术探讨

在总结沿空留巷充填技术的基础上,针对深井煤矿长距离输送的沿空留巷充填的特点与难点,通过材料选择、配比优化试验、料浆输送流动特性试验和充填系统设计等研究,提出了运用管道输送的胶结充填技术,解决了深井煤矿长距离输送的沿空留巷充填的问题,大幅度降低了充填料成本。     

深井充填管道输送系统优化研究

在深矿井充填中,充填系统的主要问题不再是堵塞问题,而是管道磨损问题,尤其是充填钻孔的保护至关重要。分析了深井充填管道输送存在的问题,结合深井充填系统的特点,提出了3条优化途径,即多台阶管道布置方式、垂直与水平管段直径优化和垂直钻孔的结构形式优化。     

全尾砂高浓度充填料浆自流输送系统特性分析及设计

本文参照矿山实例,应用试验室测定的不同浓度及配比的全尾砂料浆的塌落度及管道输送料浆流速和流变参数,对全尾砂高浓度输送系统的各种特性参数进行了分析计算,确定了深井矿山充填系统的输送浓度、流速、输送管径和可实现顺利输送时的充填倍线等参数,为类似矿山充填自流输送系统设计提供参考。     

基于FMEA评判模型的充填系统可靠性与失效模式研究

为了分析充填系统生产运行的可靠性与失效模式,通过构建故障模式和影响分析(FMEA)评判模型,对充填系统的3个子系统(制备系统、管道输送系统、采区管理系统)进行了综合评判分析,结果表明:在这3个子系统中,制备系统与管道输送系统可靠性较差,而其中搅拌系统、立式砂仓、竖直管道、水平管道、充填挡墙等部位尤需关注。FMEA评判模型能有效评判充填系统的可靠性,能为充填系统的改进设计和运行参数提供借鉴。     

矿山充填管道水力输送研究进展

概述矿山充填管道水力输送的发展历程,介绍自流输送充填倍线、低浓度充填料浆对采矿过程的影响,泵压输送充填料粒级分布,泵送设备寿命,泵送充填系统可靠性和充填管道挤压输送等方面的研究进展与应用.探讨了矿山充填管道水力输送存在的问题与发展趋势.     

基于ANSYS FLUENT的超深井长距离膏体充填管道输送模拟研究

为研究超深井长距离膏体充填管道自流输送问题,根据云南某矿山实际充填管路采用Gambit建立三维数值模型,用ANSYS FLUENT软件进行数值模拟计算,以水平管道和弯管为例研究了不同配比、浓度和流量下的管道压力、流速变化规律和管道阻力损失之间的关系。通过井下工业环管的压力监测系统,统计分析矿山井下实际管道压力监测值,井下实际监测结果和采用ANSYS FLUENT软件三维数值模拟研究结果较为接近,表明ANSYS FLUENT软件模拟超深井长距离膏体充填管道输送是可行的,研究结果可为矿山实现超深井、长距离、大倍线条件下膏体充填管道输送提供技术支持。     

充填工艺技改初探

针对高峰公司矿山充填系统中存在输送管道长、弯道和接头多的问题,对输送管道进行了重新布置,并改进了弯管的结构,从而缩短了充填料浆的输送距离,提高弯管的使用寿命.以试块单轴抗压强度为评价指标,对充填料进行了配比试验,从而确定了合理的充填料配比及有关技术参数.     

深井水力充填系统

本文参照了南非金矿的开采经验。回顾了深井矿山充填料输送系统的演变过程；讨论了各种形态的充填料浆的流动特性，并且强调了选择正确的模拟方法来计算管线压力梯度的重要性，给出了一个南美洲金矿的充填输送系统的设计实例。     

单管输送全尾砂高水速凝胶结充填在凤凰山铜矿的试验

为解决凤凰山铜矿充填接顶、充填料不足等问题,该矿与西北矿冶研究院合作进行单管道输送全尾砂高水速凝胶结充填试验,取得了令人满意的成果.试验中采用一个搅拌桶制备料浆和单管道输送料浆,这在高水速凝充填材料方面有了新的突破.     

大冶铁矿充填管道自流输送参数分析及管网磨损规律研究

为研究大冶铁矿充填管道的自流输送参数及管网的磨 损规律,保证充填料浆可以自流输送,延长输送管道的使用 期限,基于经验公式,运用 Fluent数值模拟软件,得到大冶 铁矿６０％~７０％浓度充填料浆的临界流速为０．８２６ m/s~ ０．８６９m/s,充填管道的临界管径为０．１４３m~０．１４６m;输送 流量５０m３/h,可实现 ６０％ ~７０％ 浓度充填料浆的自流输 送;料浆在流动过程中,越靠近管道中心线流速越大;流速会 在管道拐点处出现速度递增突变;在水平管段处,底部的料 浆流速明显高于上部;管道磨损较为严重的部位为各拐点处 和与之临近的垂直管段、水平管段的过渡部分,以及水平管 段的底部管壁.通过研究,得到大冶铁矿充填管道实现自流 输送的参数,以及料浆输送过程中管道易磨损的位置,为大 冶铁矿的管流输送提供了参数依据,有效延长了输送管道的 使用寿命,降低管道输送系统的维护成本.     

计算流体力学在充填料浆管道输送模拟分析的应用及研究发展方向

充填料浆的管道输送作为矿山充填的重要环节,直接影响着充填系统的效率,亟需新的研究手段对浆体管道输送试验方法进行探究.结合计算流体力学(CFD)在充填料浆管道输送分析的应用,介绍了 CFD技术的计算方法及流程;分析了近些年 CFD在充填料浆流动特性、管道输送特性及管网参数 优 化 等 方 面 的 研 究 现 状 及 应 用 难 点;认 为 目 前CFD应用于膏体输送存在复杂管道输送系统建模和网格划分困难、无法进行料浆输送过程的微观机理研究、料浆输送参数选择困难等问题;对 CFD 应用于充填料浆输送模拟分析的研究发展趋势进行了探讨,认为提高计算精度和工业化应用将成为 CFD在充填领域应用的主要研究方向.     

深井矿山充填体强度分布规律研究

针对深井矿山采场充填的实际情况,充填料浆复杂的流动沉积及离析作用,致使充填体表现出极大强度分布的不均匀性。为此,进行了实验室尾砂胶结充填模拟试验,研究原位充填体的强度与实验室标准试块强度的差异,得出了采场尾砂胶结充填体强度分布规律。在此基础上,对采场充填体强度分布划分为强度增强区和强度减弱区,可改进二步骤回采的深井矿山采场充填管路布置方式,以指导矿山生产实践。     

等量分流技术在矿山充填系统中的应用与研究

针对管道自流输送充填系统中管口出流的不利影响,通过管道自流输送中浆体流动状态的研究,提出了应用于充填出流的等量分流技术,并参照多口出流的水力学研究成果,进行了理论分析和公式推导,完成了充填系统卸流管的设计。工业试验表明,采用该项技术后,充填体的均质性、充填体强度和充填系统输送的稳定性均有较大的改善。     

低倍线高浓度充填料浆增阻圈增阻减压研究

深井开采矿山,由于充填倍线较小,垂直管段产生的势能大于沿程阻力损失,将产生剩余压头问题。剩余压头导致系统无法满管输送,加剧充填管壁磨损,导致管道输送处于极不稳定的状态,使充填系统无法正常运行。因此,开展低倍线高浓度充填料浆增阻圈增阻减压研究,实现深井充填系统的满管流输送,对于降低管道冲击磨损、保障矿山正常生产,具有非常重要的工程意义。     

膏体充填料浆管道自流输送分析及管线布置

自流充填具有充填效率高、工艺流程简单等优势,但膏体充填料浆由于浓度高,管道输送阻力大,易发生堵管等输送风险,因此,膏体充填料浆自流充填难度大。为了使膏体充填料浆实现安全可靠的自流充填,简化充填工艺流程,节约充填成本,本文以探究膏体料浆自流充填的可行性、确定膏体充填料浆自流充填条件为研究目标,通过试验确定合理的充填工艺参数,从而制备了均质性较好的膏体充填料浆,计算了膏体充填料浆在管道输送中的阻力,论证了膏体充填料浆自流输送的可行性,确定了膏体自流充填最大允许倍线。并根据膏体充填料浆的基本参数,结合膏体料浆管道输送的特性及井下实际生产情况,优化了充填管道布置。经生产实践验证,膏体充填料浆的自流充填能力由原先的50m~3/h提高到了110m~3/h,且生产运行过程中,膏体充填料浆管道输送系统稳定可靠,料浆管道输送流畅,能够满足膏体充填料浆自流输送需求,极大提高了充填效率,简化了充填工艺流程。     

深井低倍线充填管道调压技术研究

从理论角度分析了充填竖管或钻孔底部压力的影响因素,得到水平管道越长,阻力系数越大,则竖管底部压力越大。倍线较大时,充填料浆自重不能克服竖管及水平管段沿程阻力损失,仍能维持较小的自流输送流量。根据分析结果,介绍了井下料仓分配系统、小直径竖管大直径水平管系统、节流板调压装置、压力耗散器调压4种常见的深井充填管道调压方法。研究成果为实现金川二矿区充填系统的稳定、安全运行提供指导。