水煤浆管道输送特性的研究

文中对水煤浆管道输送涉及到的几个方面进行了初步研究。确定了水煤浆的宾汉塑性体流型；以管道层流流动为基础分析水煤浆管道输送摩阻损失计算方法，并根据系列模型管线输送试验实测结果进行了修正；探索了温度对管道摩阻损失的影响规律以及水煤浆管道输送动态稳定性的评价方法。     

改性木质素分散剂对褐煤水煤浆流变性的影响

以廉价可再生的改性木质素作为分散剂,研究了宝日希勒褐煤的成浆性能;利用正交试验,考察了煤的配比、浆体温度、改性木质素分散剂用量和pH值对成浆性能的影响;利用单因素试验,研究了pH值、煤的配比、分散剂用量和制浆温度等因素对水煤浆流变性的影响。结果表明,各因素对浆体流变性影响大小顺序为:煤的配比>浆体温度>分散剂用量>pH值;在25℃,煤的配比为30∶20,分散剂用量为0.3%以及pH值=4的优化条件下,该煤成浆的最大浓度达56.1%,与原料木钠相比,改性木质素成浆浓度提高了4.1个百分点。     

神府煤水煤浆动态稳定性试验研究

为研究神府煤水煤浆动态稳定性,设计开发水煤浆轮式试验台架以检测水煤浆在管道中长时间输送的动态稳定性。通过试验研究发现了水煤浆在管道中浓度和黏度随着剪切速率的变化规律,并根据试验结果提出了适宜于管道输送的水煤浆动态稳定性相关参数,即对于质量浓度约60%的水煤浆,其管道输送的平均速率在0.8m/s左右、表观黏度在700mPa·s以下较适合神府煤水煤浆长距离管道输送。     

大流量全尾砂膏体料浆管道输送参数计算与分析

在全尾砂膏体料浆管道输送技术中，合理输送管道参数的确定是确保其安全、可靠输送的核心。本 项目以某大型铜矿山为研究对象，设计采用全尾砂膏体料浆管道输送；针对其输送流量大、管道输送阻力大等技术 难题，以尾矿基础参数测试结果为基础，开展了全尾砂膏体料浆高效浓缩试验及料浆流变试验，根据试验结果推荐 输送浓度为 60%~65%；同时按照刘德忠公式及管道复合流态摩阻损失数学计算模型，计算分析了全尾砂膏体料浆 管道输送临界流速与摩阻损失等关键工艺技术参数；最终根据矿山生产参数，确定了管道输送方案及参数，即在日 生产尾矿量为 58 000 （t 干量）条件下，推荐全尾砂膏体料浆输送最佳浓度为 60%~65%，推荐采用单条管线输送，输 送工作流速为 1.85~2.12 m/s，对应输送管径为 650 mm。     

水力采煤矿井煤浆管道输送参数的研究

现有浆体管道输送水力参数（摩阻损失和临界流速）的计算公式，多为以实验室环管试验数据为基础的经验公式，因此用于工程设计不能很好的与实际相符。本文根据对五座典型水采矿井煤浆水力运输提升现场实测的５４１０组数据的分析研究，导出了适用于原煤浆管道输送参数的计算公式。并以水采矿井的煤水泵工况点计算作为实例，验证了该计算公式的可靠性。     

超细煤水煤浆流变特性的研究

利用不同变质程度超细煤粉进行超细煤水煤浆的成浆试验 ,研究了超细煤粉的粒度组成、制浆浓度和添加剂种类及用量对超细煤水煤浆流变特性的影响。试验结果表明 ,不同变质程度的煤成浆特性有很大的区别。另外 ,还介绍了一种评价水煤浆分散剂分散效果的方法———润湿热对比法。     

膏体充填料浆管输摩阻损失计算及应用研究

为系统地计算与应用摩阻损失,利用流态性质对膏体充填料浆流态进行了分析判断,基于摩阻损失计算方法与结果研究了料浆质量分数、流量及管径对摩阻损失的影响规律,计算分析了料浆的沿程损失与设计泵压并对工业应用提出建议,并对Z3DEEP区进行工业充填输送.研究结果表明:膏体充填料浆在管道输送中的流态为均质流、柱塞流,属于宾汉姆塑性体;相同条件下,摩阻损失随质量分数或流量的增加均增大,质量分数对摩阻损失的影响程度远大于流量的影响,而摩阻损失随管径的增大显著减小;相同充填区域的沿程损失随质量分数提高显著增加;相同质量分数下的沿程损失从大到小排序与料浆输送区域难易程度一致,均为Z3TOP区、Z3DEEP区、Z2TOP区.建议矿山最大设计泵压取10 MPa,在管道输送中选用D150管及将流量控制在100 m3/h以内,输送至Z3TOP区、Z3DEEP区和Z2TOP区的最大质量分数分别为73.1％、74.1％和74.4％.设计泵压与允许充填料浆质量分数满足工业应用要求.     

基于多重光散射原理的水煤浆稳定性分析研究

利用Turbiscan Lab稳定性分析仪的多重光散射技术研究了萘系与木质素系分散剂对水煤浆中煤颗粒的沉降及浆体稳定性的影响。结果表明,煤颗粒间的聚结是引起差异沉降的直接因素,进而影响水煤浆的稳定性,各浆体在7 d内背散射光通量BS的变化均低于0.9%,未产生硬沉淀,浆体中煤颗粒团聚体的平均粒径随着静置时间的延长而逐渐增加,静置初期与分散剂配比之间的变化规律不明显,1 d后随木质素系分散剂添加量的增加而减小,TSI值呈梯度递减趋势,稳定性逐渐增加,进一步证实了煤颗粒间的聚结是水煤浆稳定性的主要影响因素。Turbiscan Lab稳定性分析仪可以实现对水煤浆稳定性及沉降过程的实时分析,为分散剂的种类及用量的选择提供可靠的数据支撑。     

不同分散剂及添加量对神木煤成浆性能的影响

为了比较萘磺酸甲醛缩合物(萘系)、脂肪族、聚羧酸系、木质素磺酸钠4类分散剂在水煤浆制浆过程中的作用及效果,通过成浆性试验研究了不同分散剂对神木煤成浆的最高浓度、黏度和流动性的影响规律,并分析了不同添加剂的性能差异及其分散作用机理。结果表明:在分散剂添加量为0.2%时,分别使用萘系、脂肪族、聚羧酸系、木质素磺酸钠作为分散剂,制得神木煤浆最高浓度分别为65.97%、67.74%、66.54%和67.61%。不同分散剂的分散性能从优到劣为萘系、脂肪族、聚羧酸系、木质素磺酸钠,分散剂阴离子的匹配效果为磺酸基羧基羟基。以萘系分散剂研究分散剂添加量对神木煤水煤浆黏度的影响,发现分散剂的饱和吸附量为0.6%,随着分散剂添加量增加,水煤浆黏度降低,到达饱和吸附量后黏度反而增大。     

长距离输煤管道煤浆制备技术及应用

针对长距离管输煤浆对浓度、粒度组成等重要特性指标的特殊要求,分析了高浓度水煤浆与常规浓度水煤浆特性对长距离管输的影响,选取适合长距离管输的煤浆浓度、粒度组成。并对比高浓度水煤浆和长距离管输煤浆制备工艺,分析直流式和分流式两种制浆方案,确定长距离管输煤浆制备选择直流式制浆方案,设计包括棒磨机、安全筛、缓冲煤浆罐、储浆罐等设备在内的长距离输煤管道煤浆制备工艺,其中以磨机为主设备的磨煤系统为主工艺系统,给煤系统、给水系统及返浆系统等为辅助配套系统。介绍了长距离输煤管道煤浆制备技术工程应用的最新成果,并展望发展方向及前景。     

煤泥对石油焦成浆性的影响研究

为减轻煤泥和高硫石油焦两种工业副产品对环境的危害,利用水煤浆气化工艺将其资源化利用,以亚甲基双萘磺酸钠(NNO)作为制浆用分散剂与石油焦混合制浆,考察了煤泥添加量对石油焦的成浆浓度、流变性和稳定性的影响。试验结果表明：石油焦具有较好的成浆性,分散剂NNO添加量为干基石油焦质量的0.8%时,石油焦的定黏浓度为67.63%|当煤泥添加量提高到20%时,可制备出定粘浓度68.15%的浆体,浆体由胀塑性转变为假塑性流体,表现出剪切变稀的特性,7d后的析水率仅为4.11%,小于未添加煤泥时的6.56%,煤泥的添加改善了浆体的流变性,提高了浆体的稳定性,有利于浆体的贮存和运输。     

高浓度充填料浆管道输送流态及其判别方法

充填料浆在管道内的流态决定了其管输阻力特性，论文针对这一关键问题开展了高浓度料浆流态及其判别方法研究。通过布设监测系统开展充填流量及管道压力的同步实时监测，在综合分析监测结果与充填料浆流型及流态的基础上，揭示了高浓度充填管输系统阻力损失与料浆流速的典型关系；评估了四种高浓度充填料浆流态判别方法及对应过渡流速计算方法的可靠性。结果表明：采用修正的Swamee方法得到的过渡流速与实测回归所得值相对误差在0.9%-6.4%之间，证明该方法能够满足应用需求。     

煤炭管道输送技术应用前景研究

运输系统作为煤炭行业的重要组成部分，承担着煤炭行业绿色改革的历史使命。通过分析煤炭行业运输现状及运输结构，总结了传统运输模式在安全、环保、集约方面的不足以及运输系统存在结构稳定性不高、发展空间受限等问题。在此基础上，介绍了管道输送技术的基本原理和应用现状，论述了浆体管道输送的技术优势，包括绿色环保、安全可靠和智能高效。分析研究表明，浆体管道输送技术在煤炭资源运输和煤基固废运输方面技术优势明显，市场发展前景广阔，且利于煤炭行业运输结构调整和优化，并指出智慧管道输送，宽粒级、高浓度浆体管道输送，以及能源城市绿色管网运输系统构建是该技术在煤炭行业未来的发展方向。     

快速充填构筑密闭墙料浆管输参数的分析

快速充填构筑密闭墙是一项新的井下防灭火技术,其中涉及到充填泵的选型。通过充填料浆流变特性的实验,测试了料浆的塑性粘度和初始切应力。在此基础上,分析了料浆管路输送的合理管径和摩擦阻力系数。计算得到料浆管路输送的最大阻力,为充填泵的选型提供了必要的理论依据。     

某铝土矿尾矿管道输送试验研究

为了研究某铝土矿尾矿赤泥泵压管道输送特性,针对不同浓度尾矿赤泥进行了浆体流变特性研究,并采用DN200管道进行了环管试验。结果表明,该尾矿浆黏度大、屈服应力高,属触变性浆体; 矿浆浓度、输送速度对浆体管道输送摩阻系数的影响显著。该尾矿赤泥适宜的泵压管道输送浓度为25%,该浓度下尾矿浆体屈服应力11.45 Pa、动力黏度21.33 mPa·s。当流速2.0 m/s时,25%浓度尾矿浆的摩阻系数为0.05,管道内输送阻力损失为0.54 kPa/m。     

全尾砂充填料浆管道阻力损失探究及优化

充填采矿技术因其自身的特点，在矿山领域得到了大力推广，确定合理的充填料浆配比方案和充填系统管道输送技术参数，是确保整个充填系统能够安全、高效和稳定运行的重要前提。以唐山某铁矿为例，选择灰砂比1∶8的充填料浆为试验对象，以140 mm、160 mm、180 mm、200 mm、220 mm、240 mm、260 mm为试验管道直径，分别配比浓度为68%、70%、72%、74%的充填料浆，对充填料浆管道阻力损失影响因素进行分析，并对其进行优化。研究结果表明：管道阻力损失与管径呈反比例函数关系，料浆浓度越高，管道阻力损失越大；管径增大到240 mm和260 mm时，管道底部料浆流速过快，会加速底部管道磨损；为实现矿山生产中的采充平衡，建议该矿山输送管径为200 mm或220 mm，料浆输送浓度为70%。     

伴有滑动床的浆体倾斜管道摩阻损失研究

在水平管道扩散方程研究的基础上,提出了倾斜管道滑动床厚度的计算方法,对伴有滑动床的倾斜管道浆体摩阻损失计算模型进行了推导。用相关学者的实验数据对所提出的模型进行了简单检验,并且分析了误差产生的原因。     

L型充填管道料浆输送压力损失及优化研究

全尾砂料浆管道输送作业中，料浆管道底部磨损问题比较严重，极大地影响了料浆管道的使用寿命。结合唐山某铁矿全尾砂料浆L型管道充填现状，以L型管道输送压力损失最小为原则进行研究，选择灰砂 比为1∶4、1∶6、1∶8，配比浓度为54%、58%、62%的充填料浆作为试验对象，以3、5、7 m/s为料浆流动速度，采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件，基于3D数值模型计算了管道直径为70、80、90、100 mm 4种情 况下的压力损失，分析了压力损失的影响因素并进行了优化研究。结果表明：管道直径越大，45°截面的压力越大，L型管道压力损失与管道直径呈二次多项式函数关系，管道直径减小到70 mm或增大到100 mm，都会 加速L型管道底部的磨损。为延长矿山L型管道服务时间，最大限度减轻管道底部磨损，建议该矿山L型充填料浆输送管道直径取85 mm，料浆流速3 m/s，灰砂比1∶4，质量浓度64%。     

前混合水射流超细粉碎煤粒的试验研究

以山西西山煤样为原料，开发了一种适合于煤炭物性的前混合水射流超细煤粉试验装置，研究了加载压力、循环碰撞次数和浓度对超细煤粉大小及分布的影响，并利用激光粒度仪对所得超细煤粉进行了粒度分析，用ξ电位实验研究了超细煤粉颗粒悬浮体系的分散性.试验表明，采用角形喷嘴淹没水射流技术，可以在循环碰撞为3~4次、加载压力为43~50 MPa的工艺条件下将料浆比为25%~35%的煤粒粉碎至d 50<22.6 μm，为采用前混合水射流方法粉碎煤炭制备高性能水煤浆燃料提供了理论基础和关键技术.     

高浓度充填料浆流变特性及其管道输送阻力损失研究（增刊）

针对矿山充填系统设计中输送物料的合理配比、管道参数难以确定的问题,采用国际最先进的高精度BROOKFIELD R/S+SST软固体测试仪,通过试验得到不同组别料浆的剪切率-剪切应力流变曲线图,进而求得料浆相应粘度系数 和动态屈服应力 ,再根据浆体沿程阻力损失计算公式分别计算出不同流量料浆在不同的管径输送时的沿程阻力损失。结果表明,灰砂比1:4、浓度70%的料浆以流量90m3/h在管径D3=180mm输送时的单位沿程阻力值最小,其值为471.968Pa/m,可为矿山充填系统的设计提供依据。