基于环管试验确定粗骨料膏体充填料浆管道输送参数

以粗骨料膏体充填料浆管道输送为研究背景,基于环管试验测试了不同质量浓度、不同灰砂比、不同充填流量、不同管径条件下的粗骨料膏体管道输送阻力;分析了影响粗骨料膏体充填料浆管道输送阻力的影响因素;最终依据矿山实际生产现状,结合环管试验结果,确定最佳的粗骨料膏体充填参数为:输送能力90m3/h、膏体充填料浆质量浓度80%、灰砂比1∶10~1∶6、输送管径Φ165×12、输送流速1.6m/s。从而为矿山粗骨料膏体充填系统设计及管道输送系统设计提供可靠的数据支撑。     

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。     

基于小型环管试验的膏体管道输送阻力特性研究

为研究膏体管道输送过程中的阻力特性,自主设计研发了一套小型闭路环管试验装置,开展膏体料浆在不同流速、质量浓度和平均粒径等工况条件下的环管试验,并利用灰色关联法分析各因素对管道输送阻力的影响强弱。结果表明,管道输送阻力对膏体质量浓度的变化最为敏感,管道输送阻力随质量浓度增加呈指数增长;膏体流速对管道输送阻力的影响仅次于质量浓度,管道输送阻力随流速增加呈线性增长;膏体平均粒径对管道输送阻力的影响有双重性,随着平均粒径增大,管道输送阻力呈先减小再增大的变化趋势。研究结果可为膏体充填输送系统的合理设计及优化布置提供理论支撑。     

膏体充填管道输送数值模拟与分析

首先介绍了膏体充填技术的基本情况,接着提出了FLOTRAN CFD（计算流体动力学）的基本分析过程,在建立管道几何模型和提出膏体充填管道输送的基本假设的基础上,运用ANSYS软件中的FLOTRAN CFD模块进行模拟分析.通过改变荷载或参数,对FLOTRAN CFD进行重启动,得出一系列结果,符合科学基本规律,说明了该方法的科学性和有效性.     

基于L型流槽法的全尾砂膏体屈服应力检测

采用L型流槽法和桨式转子流变仪检测某矿全尾砂膏体流变参数,计算管道输送沿程阻力,并对L型流槽法结果进行验证。结果表明,浓度72%~80%时,物料的屈服应力从约68.87~70.35Pa增加至212.4~225.06Pa,料浆的屈服应力随浓度的上升呈现指数形态上升。当浓度从76%增加至78%时,屈服应力迅速增加;L型流槽法与浆式流变仪法检测结果基本相同,流变仪检测结果平均略大于L型流槽结果,差距为0.65%~11.89%,平均为7.18%;当充填流量为60m3/h,管道为DN150,输送浓度为74%~78%时,管道沿程阻力计算值为3.39~6.6 MPa/km。     

基于半工业环管试验的某煤矿膏体充填管道输送性能研究

为保障煤矿膏体充填料浆在管道内的顺利输送,通过半工业环管试验探究了-5 mm煤矸石,添加粉煤灰、水泥、水所组成的充填材料在输送过程中的管道阻力.根据充填材料流动性试验,确定用浓度为78％、粉煤灰掺入量为10％(占煤矸石的质量比10％)的膏体料浆进行半工业环管试验,测试了其在不同流量(流速)下的管道输送阻力.试验结果表明...     

似膏体管道输送弯管段浆体流动数值模拟研究

论文对似膏体充填料浆在管路输送的弯管段动态特征进行了数值模拟的研究,确定了似膏体料浆相关物理参数,选择了适合似膏体料浆的管道输送数学模型,利用FLUENT模拟获得了弯管段压力场、速度场的分布特征,并将模拟结果与理论计算进行了对比分析。研究结果对似膏体管路输送实验和实践有一定的指导意义和实用价值。     

谦比希铜矿膏体充填环管实验研究

膏体充填的管道输送阻力一般需通过环管实验获得。通过现场环管实验,研究了膏体浓度和水泥掺量对磨阻损失的影响。随着膏体体积浓度及流量的增加,摩阻损失均呈递增变化。随水泥掺量的增加,摩阻损失呈现先降低再增大的变化趋势,当掺量为8%时,摩阻最小,掺量为11%时,摩阻较大。在谦比希铜矿膏体充填环管实验数据测试基础上,分析了不同状态下管径150 mm管道中的流态,结果表明,谦比希膏体料浆在管内呈均质流动,流速不超过5.24 m/s时,膏体在管内呈层流流态。     

鞍钢矿山全尾砂充填料浆输送特性L管试验研究

为了揭示鞍钢矿山全尾砂充填料浆的管道输送特性,基于流体力学中Bingham流体模型,结合鞍钢矿山充填系统,开展了L管充填料浆自流输送试验研究。通过胶砂比分别为1:6、1:8、1:10及质量浓度分别为66%、68%、70%、72%条件下的充填料浆管输特性的L管试验,分析了不同工况条件下的管道输送摩阻力试验数据。结果表明:料浆质量浓度比胶砂比对其屈服应力、黏率系数以及管输阻力影响显著;当料浆浓度达到70%和胶凝材料添加量为11%,管输阻力损失为7.02 k Pa/m,料浆自流输送的最大充填倍线为3.29。试验结果对鞍钢矿山的充填系统设计具有指导意义。     

采场非胶尾砂充填料浆自重固结过程数值模拟

非胶充填可减少水泥用量以降低充填成本,但细尾砂非胶料浆在采场中难脱水固结、长期处于流态的问题影响充填安全.本研究提出一种基于FLAC3D软件的非胶料浆固结过程模拟方法,利用Gibson固结理论解析的孔隙水压力,对比验证了该数值方法模拟非胶料浆固结过程的可靠性,得出模型网格尺寸对料浆孔隙水压力模拟结果影响显著,应将自重固...     

武里蒂卡金矿膏体充填料输送性能试验研究

膏体充填以其高浓度、无脱水、低水泥耗量等优势而广受国内外地下矿山的推崇,但同时也存在膏体输送管道阻力大、管道易堵塞的问题,为给矿山膏体输送系统提供设计依据,开展膏体充填料浆输送性能试验研究就显得十分必要。哥伦比亚武里蒂卡金矿拟采用全尾砂膏体充填,全尾砂膏体充填需求量60 m3/h～100 m3/h。本文通过坍落度试验研究分析充填料浆和易性并初步确定膏体态充填料浆的浓度范围,约为68%~70%。以此为基础,利用流变仪测试充填料浆的屈服剪切应力与黏性系数,计算得出管道单位长度充填料浆流动阻力,并结合矿山膏体输送条件,确定了武里蒂卡金矿的膏体输送参数。研究表明,充填料浆浓度宜选定66%~68%,推荐井下充填管道内径150 mm,相应膏体输送阻力2.69~5.74 kPa/m,采用10 MPa膏体输送泵可将充填料浆水平输送1.7~3.7 km,能够很好地满足矿山充填系统膏体输送的需求。膏体充填料浆输送性能参数及其确定方法可为类似地下矿山充填系统建设提供参考与借鉴。     

大屯锡矿立式砂仓最佳进料参数研究

为满足井下充填需求,缓解尾矿库库容压力,大屯锡矿计划投资建设立式砂仓充填系统。为提高装砂效率,保障立式砂仓核心性能工作指标,需对进料参数进行分析研究。通过开展尾砂沉降试验,分析尾砂沉降速度、固体通量、处理能力等沉降特性,确定了大屯锡矿立式砂仓最佳进料参数。研究结果表明：该矿尾砂沉降方式宜选用絮凝沉降,聚丙烯酰胺(型号：RT491)最佳添量为20 g/t,最佳进料体积浓度为9.88%(质量浓度为25%),流量为448 m3/h,立式砂仓理论处理能力可达134.67 t/h。研究成果对大屯锡矿立式砂仓进料参数设计具有重要指导意义,研究方法对相似矿山具有推广应用价值。     

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...     

长距离高压尾矿输送管线工程控制技术

通过对管线运行过程中可能出现一系列问题的研究,分析了工程中拐点镇墩、管道安装运行情况和质量控制手段,运用超长距离高压管道控制技术,提高了管道运行的安全性和可靠性,试运行一次成功,技术经济效益显著。     

唐山某尾矿库坝体稳定性数值模拟研究

以河北省唐山市某矿山尾矿库坝体为例,利用河海大学自主研发的计算软件Auto Bank,并采用瑞典圆弧法和简化毕肖普法分别计算尾矿库坝体在正常、洪水及特殊运行工况下的稳定性系数。坝体在正常、洪水以及特殊工况下运行,采用两种计算方法计算得出的抗滑稳定性系数远大于AQ2006—2005尾矿库安全技术规程的技术要求,处于稳定状态,为该矿山灾害预防和治理提供了可靠的理论依据及技术支撑。     

锡冶炼渣-全尾砂胶结充填体强度特性研究

充填体材料的选择以及强度特性的研究有助于解决矿山生产安全、环境破坏、充填成本等问题。为了将冶炼生产中的固体废渣二次利用,并与矿山尾砂胶结后将其运用于回填矿山采空区,本文选用锡冶炼渣-全尾砂作为充填试验材料,通过室内实验、逐步回归分析以及双因素交互作用分析的方法研究了不同锡冶炼渣掺量、质量浓度、灰砂比、养护龄期下充填体抗压强度的特性。实验结果表明：其他条件固定不变,充填体的单轴抗压强度随养护龄期的增加呈递增规律;同质量浓度及灰砂比条件下,充填体单轴抗压强度随锡冶炼渣掺量的增加呈递减的趋势;28 d养护龄期,质量浓度78%灰砂比1:4,,掺入30%锡冶炼渣强度降至7.04 MPa,与未掺锡冶炼渣强度值9.5 MPa相比,降幅为25.9%。低灰砂比、低质量浓度,掺入同量锡冶炼渣对充填体试件抗压强度影响较小。经逐步回归分析得出充填体单轴抗压强度回归方程以及影响充填体强度大小的因素排序。锡冶炼渣掺量与灰砂比交互作用对充填体的强度影响较为显著。     

锡矿尾矿库重金属污染特征分析研究

我国锡矿资源储量丰富,主要集中分布于云南、广西等6个省、自治区。锡矿开采过程中产生大量尾矿堆存于尾矿库,存在着潜在环境污染风险。根据不完全统计分析,全国共有84座锡矿尾矿库,锡尾矿贮存量约32088.03万m_³。本文通过采样检测、收集资料等方式,对锡尾矿主要成分及其属性、锡矿尾矿库废水、周边土壤等监测数据,采样标准指数法评价,结果表明锡矿尾矿库主要重金属污染因子为As、Cu、Zn、Cd、Pb,并从环境空气、水环境、土壤环境等方面分析锡矿尾矿库的重金属污染影响,提出防治措施建议。     

尾砂膏体蒸发实验研究

尾砂膏体如何快速在尾矿库内干燥固结是膏体排放工艺优化的关键.本文介绍了某铜矿尾砂的基本物理性质;采用均匀设计方案,进行了室内外尾砂膏体蒸发实验,对比了室内外尾砂膏体蒸发效果,并研究了尾砂膏体蒸发的影响因素和影响水平;为确定该矿尾矿膏体排放的最佳方案提供了参考.