凡口矿边缘矿体充填输送研究

凡口铅锌矿边缘矿体的发现使得矿山目前的充填系统无法满足日益增长的充填需求。本文根据凡口新探明矿体与充填站的位置关系提出了施工新充填钻孔,利用原充填钻孔两种管路布置方案;计算了地表充填管路输送分级尾砂、细尾砂的最大允许充填倍线为8.56、3.47。根据理论计算与数值模拟结果,认为在充填管道的地表阶段输送分级尾砂和细尾砂时,两种方案都需要采用泵送方式输送;在充填管道地下阶段输送分级尾砂充填料浆时可以自流输送,当充填倍线降至3以下时才能自流输送细尾砂。对泵送压力的计算结果表明：充填系统需要配备最大泵送能力不小于12MPa的充填泵才能满足矿山的充填料浆输送需求。     

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。     

大倍线自流充填技术在低品位铁矿的应用

矿山充填工程中,为解决充填料浆的长距离管道输送难题,达到自流输送的目的,采用充填管道优选及料浆输送浓度优化的方法,经材质对比分析后选用轻质低阻管道,在适当降低浓度的条件下实现了料浆长距离管道自流输送。结果表明,与正常浓度相比,适当将料浆浓度降低1～2个百分点后在低阻管道中达到了大倍线(η>9)自流输送的理想效果,充入空区后形成的充填体流平性好,未曾出现明显的离析现象,且强度可满足开采技术所需。     

凡口铅锌矿高浓度尾砂充填材料特性试验研究

针对凡口铅锌矿目前充填浓度低,生产成本高,尾砂利用率不足等问题,研究了不同充填材料的配比参数,分析了不同条件下料浆流动性变化规律和管道输送阻力特性。结果表明,为满足采场机械化开采需要,采场浇面充填宜选择分级尾砂作为骨料,灰砂比为1∶4,质量分数为76%,充填体强度R3≥3.0 MPa;非浇面充填可选择混合尾砂作为骨料,灰砂比为1∶4,质量分数为70%,充填体强度R28≥3.0 MPa。充填料浆采用内径130 mm管道输送,流量为60 m~3/h时,分级尾砂料浆和混合尾砂料浆管道输送阻力分别为1.77 MPa/km和1.97 MPa/km。基于矿山现有充填管网系统及管道参数,采用高质量分数充填时,管网系统充填倍线均小于料浆自流充填倍线,均可实现自流输送。     

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。     

戈壁集料自流输送试验研究

为了研究以戈壁集料为主体的充填料浆的自流输送特性,以戈壁集料、粉煤灰、水泥为充填材料配制成料浆,对充填料浆进行了L型管道输送试验,通过管道输送阻力损失及充填倍线分析,结合矿山的实际情况,推荐了满足自流输送要求的充填配比。研究结果可以为矿山充填设计提供理论依据。     

深井长距离大倍线高浓度自流充填技术研究

新城金矿井下采用"竖井+辅助斜坡道"联合开拓方式,机械化盘区上向分层充填采矿法回采。目前,井下生产规模达到6 000 t/d。矿山深部充填采矿存在充填管线长、局部充填倍线高达12.5,且管路直角弯多,管路磨损严重,监护困难,充填过程中堵管以及跑漏等难题。通过深入研究新城金矿充填倍线、充填浓度以及充填流量三者关系,进一步优化充填线路,研究比较充填管材性能,合理选择充填管道,降低管路阻抗。结果表明:在砂仓添加Minefill309,在副桶内添加Minefill501新型化学试剂改善砂浆流动特性,充填浓度稳定在75%~78%之间,实现了稳定自流输送,防止了充填料浆离析,减少了管路磨损,管路使用寿命延长1倍以上,经济效益可观。新城金矿深井长距离大倍线高浓度自流充填技术填补了相关领域技术空白。     

矿山充填倍线研究

为揭示充填料浆自流输送的本质条件,对原有充填倍线定义提出了修正定义,即充填倍线为从系统入口至出口的任一点管道长度与垂直高差之比的最大值,并引入单段竖管长度和反坡输送作为充填倍线的补充,通过理论分析和工程应用验证,新的充填倍线定义能准确表征复杂充填系统的输送条件,为矿山设计与生产管理提供可靠依据。     

大尹格庄金矿全尾砂自流输送试验研究

大尹格庄金矿为全面推广全尾砂充填工艺,需测定全尾砂充填料浆的自流输送参数,通过流变仪只能测定低浓度料浆,还需进一步测定高浓度料浆的参数。借助环形管道输送系统,共进行全尾砂、灰砂比1∶6和灰砂比1∶10三个高浓度关键组方的12组输送试验,获取了各组方流变参数。综合流变仪和环管测定结果,计算出各类料浆的最大允许充填倍线,分别确定了新增1、2号矿体充填管路各类型充填料浆的最大充填浓度,为现场工业试验提供了依据。     

湘西金矿尾矿膏体充填输送工艺研究

膏体充填料的输送技术是膏体充填系统的关键技术之一。针对湘西金矿膏体充填系统进行输送工艺研究,先根据矿山实际情况计算各中段的几何充填倍线以及管压,确定采用自流输送方式还是泵压输送方式,进而进行充填泵的选择、充填管道的选型以及计算膏体充填料的流速。最后提出充填钻孔的设计参数、井下各中段的管网布置方案,并对需要进行泄压的中段进行泄压设计。湘西金矿尾矿膏体充填新技术的引进能为深部矿体的安全开采提供有力保障,可有效解决矿山现有尾矿库库容不足的问题,保护当地生态环境,具有较好的环境效应和社会效应。     

某矿山高浓度胶结充填材料试验研究

针对某金属矿山将原废石充填采矿法改为全尾砂胶结充填采矿法的现状,对其选厂全尾砂开展了基本物理化学参数、粒度分析、塌落度等试验研究,进行了不同质量浓度的全尾砂充填料浆的 L 管流动性试验.根据试验结果,计算出全尾砂充填料浆在不同质量浓度、不同流量及不同管道直径条件下的管道输送阻力,分析得出管道输送阻力的关键影响因素,并确定可实现充填料浆管道自流输送的充填倍线.结果表明:充填料浆质量浓度为７０％~７６％时,塌落度均在２８cm 以上,流动性较好;管道输送阻力的关键影响因素为充填料浆质量浓度和管道直径,充填料浆质量浓度越大,管道直径越小,管道输送阻力越大;当全尾砂充填料浆质量浓度为７０％~７６％,输送管道直径为１５０mm,充填流量为８０m３/h时,其流动性及输送性能最佳,可以实现顺利自流输送的充填倍线为６．７１~１１．１３.试验结果可为该金属矿山全尾砂胶结充填系统建设提供技术支撑     

三山岛金矿高质量浓度充填料浆流动特性及管道阻力研究

三山岛金矿西岭矿区由于充填倍线高及料浆质量浓度高,导致料浆输送困难,通过开展流变、L管自流及半工业加压环管试验,对该矿高质量浓度充填料浆流动特性及管道输送阻力进行相关研究.研究结果表明:充填料浆在质量浓度为７４％~７６％,灰砂比为１∶４的条件下达到膏体状态;由 L管自流试验可知,随着料浆质量浓度的增加,料浆屈服应力、塑性黏度及流动阻力明显增加,输送倍线减小,而随着灰砂比的降低,料浆屈服应力降低、塑性黏度增加,但流动阻力降低,导致料浆流速增加,输送倍线增加;充填料浆沿管道的输送阻力与充填料浆屈服应力、塑性黏度、输送流速及输送管道直径有关;通过半工业加压环管试验,管道压力损失与灰砂比、质量浓度和泵送流速均呈正相关,在灰砂比为１∶４、料浆质量浓度为７６％且流速最大(１．５ m/s左右)时管道压力损失最大,直管压力损失为４．３２４Pa/m.     

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。     

基于L型管道料浆输送性能试验研究

充填倍线是管道自流输送的重要参数。采用简单的L型管道,基于流体力学及浆体管道自流输送理论,研究不同配比、浓度的料浆与充填倍线及输送阻力间的关系。结果表明:相同配比条件下,充填倍线随浓度的增大而减小,输送阻力随浓度的增大而增大;不同配比条件下,当浆体浓度低于70%时,输送阻力随配比增大而减小,而浓度高于70%时,减小配比具有降低浆体输送阻力的效果。最后建立了4种配比情况下充填倍线与输送阻力的回归模型,研究结果可为矿山管道自流输送提供理论依据。     

石人沟铁矿充填管道布置方案优化研究

以石人沟铁矿管道布置为背景,初步探索了FLUENT计算流体分析软件在充填料浆管道输送中的应用,采用L型管道输送试验参数锁定充填倍线为优化目标,对不同充填倍线方案进行了数值模拟和分析,结果表明:在全尾砂胶结充填料浆浓度为72%,流量为100m3/h条件下,充填倍线6.5为最优管道布置方案。该方法可为国内外其他金属矿山充填管道布置优化提供参考和借鉴。     

大倍线管道自流输送胶结充填技术

煎茶岭镍业有限公司在大倍线条件下,根据管道输送高浓度料浆的规律,采用大管径、小流量、低流速3种技术手段,成功解决了超大倍线条件下的自流充填问题,实现了高浓度料浆管道自流胶结充填,取得了显著经济技术效益,并对其普遍适用性及创新性作出了评价。     

安庆铜矿高浓度充填料浆减阻试验

在矿山充填系统中,通过添加减水剂可以改变充填料浆流变特性,改善其在管道输送中的流动性能,是地下矿山实现高浓度大倍线自流充填的有效途径。针对安庆铜矿马头山矿段充填倍线大无法实现高浓度自流输送开展充填料浆减阻试验。结果表明,在高浓度料浆中添加减水剂能够有效改善充填料浆的流动性,扩散直径提高10%~30%,流动过程中的黏聚力大幅降低,降低10~30 Pa。     

充填倍线对浆体管道自流输送的影响

针对充填料浆在管道自流输送过程中所出现的问题,通过应用浆体管道输送的水力学特性理论推导、数值模拟和现场实际观测等技术手段,深入分析了充填倍线、垂直高差以及充填料浆出口速度三者之间的关系。推导出料浆在相同充填倍线条件下出口速度与进出口垂直高差的关系式,并验证了其正确性。最终得出结论:1)充填倍线一定时,料浆出口速度随着垂直高差的增大而增大;2)垂直高差一定时,料浆出口速度随着充填倍线的增大而减小。     

基于昆阳磷矿二矿充填材料特性试验研究

为避免充填料浆管道输送过程中造成爆管、堵管等事故,通过测定昆阳磷矿二矿尾砂性质,开展塌落度试验及半工业输送试验,研究了全尾砂不同工况下充填料浆的阻力损失,并反演出了多因素条件下可实现自流输送的充填倍线。结果表明:在同一灰砂比下,充填料浆流动阻力与管道内径呈负相关,跟流量呈正相关;当充填流量为100 m³/h时,推荐内径为150 mm的管道,阻力为1.67～4.4 k Pa/m,料浆流速为1.57 m/s,且不同灰砂比下质量浓度为68%的充填料浆可以流经的倍线试验值大于8,与理论计算值相符。     

管道输送高浓度全尾砂充填料浆的阻力损失研究

以地下矿山超大规模充填开采的发展趋势为背景,采用Fluent-3D工程流体力学软件,构建充填倍线为3,5,7的三维自流输送模型,通过数值模拟实验,研究浓度为70%、72%、74%的全尾砂充填料浆在直径为100~200 mm管道中输送时的阻力损失规律。结果表明,高浓度全尾砂充填料浆管道输送阻力损失与管径呈指数函数减小的变化关系,当管道直径小于150 mm时,阻力损失随管径的变化率较大,管道直径大于150 mm时,阻力损失随管径的变化率明显减小;随着水平管道长度的增大,阻力损失线性增大,而充填倍线对高浓度全尾砂充填料浆水力坡度的变化率几乎没有影响;阻力损失随料浆浓度的升高而增大,料浆浓度越高,阻力损失随管径的变化率越大;增大管径可降低浓度对输送阻力损失的影响,大直径管道输送高浓度全尾砂料浆具有良好的可行性。