Water hammer in coarse grained solid liquid flows in hydraulic hoisting for ocean mining

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｄｅｅｐ ｓｅａｍｉｎｉｎｇ ,ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｔａｌｌｉｃｎｏｄｕｌｅｓ ,ｇａｔｈｅｒｅｄｂｙｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｕｔｉｌｉｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｒｏｂｏｔｓ ,ｍｕｓｔｂｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄｔｏｍｉｎ     

大洋锰结核深海开采扬矿技术

介绍了国外大洋锰结核深海开采扬矿技术与关键设备的研究开发状况和我国扬矿技术研究现状。通过对各种扬矿方法优缺点的分析评价得出采用矿浆泵水力提升和气举泵提升进行深海开采扬矿的现实可行性, 认为矿浆泵提升最有可能成为商业开采的第一代扬矿方法。为了有效开采大洋锰结核, 应十分重视扬矿参数的基础研究和扬矿设备的研制。     

精矿浆体管道输送流量检测研究

针对精矿浆体管道输送流量难以准确检测的问题,在浆体管道输送试验基地进行输运试验与研究。分析精矿流体特性与浆体浓度变化及气泡等对电磁流量计检测流量的影响。设计一种基于多传感器信息融合的流量检测系统,给出其检测系统结构框图。提取流体状态的特征量:差压波动系数、流量波动系数、浆体密度等,并研究其与流量的相关性。将精矿浆体管道输送过程划分为5个阶段,根据特征量识别所获数据所处阶段。采用分层产生式规则的专家系统对每个阶段检测的流量进行真伪辨别和融合修正处理。给出了带浆停泵再启动与多泵串联批量输送铁精矿浆体的流量试验曲线,说明系统能在各种工况下准确地检测输送流量。     

深海采矿扬矿管的运动对流动参数影响的研究

结合深海开采扬矿应用条件建立了模拟扬矿管升沉、摆动和倾斜的提升试验系统, 进行了较大摆幅和较宽频率范围的试验, 获得了比较全面的试验数据, 建立了计算模型。研究所确定的提升管升沉、摆动和倾斜对管内流动参数的影响规律已应用于5 000 m深海采矿系统中试技术设计和1 000 m水深海试采矿系统设计及其扬矿设备的研制。     

海洋矿物的物理及水力学特性研究

按照国家及相关行业规程对来自太平洋C-C区我国矿区的海洋矿物--天然大洋多金属结核的主要物理特性进行了测定; 通过天然结核的沉降试验和浮游速度试验, 得到了结核沉降速度和浮游速度的计算方法, 分析了颗粒群浓度对颗粒群与单颗粒浮游速度比值和拖曳力系数比值的影响。     

长距离管道输送发展现状及在矿山的应用前景

管道输送技术是继传统的公路、铁路、水运、空运的运输方式之后的第五种运输方式。据此,介绍了国内外高浓度浆体长距离管道输送技术的研究与工程应用现状,认为随着我国经济发展和道路交通设施建设的逐步完善．长距离浆体管道输送技术在我国将获得全新的发展,是位处山区金属矿山精矿外运的一种最适刚和经济的运输方式。     

长距离浆体管道输送管壁磨蚀研究

长距浆体管道输送是一种新型的利用水力输送固体物料的运输方式。管壁磨蚀率是管道设计的重要依据之一。研究了在不同pH值、流速、矿浆颗粒粒度条件下铁精矿对A3、45^#和16Mn 3种钢材管壁的磨蚀情况, 结果表明, 16Mn 和45^#钢材管道具有较好的耐磨性能, 磨蚀率较A3钢低, 在管道设计时应优先采用;颗粒粒径对管壁磨蚀具有显著影响, 铁精矿颗粒-0.040 mm 粒级含量在80%以上, 且最大粒级在0.125 mm 以下时, 45 ^#和16Mn 钢的管壁磨蚀率在0.20 mm/y 以下。     

锰结核开采的气力提升参数研究

气力提升是大洋锰结核开采的主要扬矿方法之一。气力提升的工艺参数,如固,液两相的体积率,管道压力损失,注气深度,注气量,注气力,提升能力,提升浓度,提升效率和三相流型,对深海采矿气力提升系统的设计非常重要。     

粗颗粒海底矿石浆体提升电泵研究

基于N-S方程和标准k-ε湍流模型,提出了适用于深海采矿的粗颗粒高扬程提升电泵的优化设计方法,该方法由泵结构参数的优化设计、流动分析、特性预测和反求修正设计四部分构成。应用该方法进行了我国深海多金属结核采矿海试系统八级提升电泵的优化设计、流动分析与特性预测,将该八级提升电泵仿真模拟结果与我国研制的首台两级提升电泵实验结果进行对比,表明该泵能获得较好的工作特性指标,满足多金属结核采矿海试系统的要求,其单级扬程和效率有较大的提高,说明该优化设计方法是合理可行的。     

深海采矿扬矿硬管设计与强度计算

介绍了扬矿硬管设计内容、步骤和方法,参照石油套管设计和API标准,结合扬矿硬管结构特征和作业条件,推导了管体应力和三维抗拉强度计算式.设计计算内容包括扬矿工艺参数和管体结构强度两个组成部分.并结合海上中试扬矿作业条件进行了扬矿工艺参数分析,给出了设计计算实例.