深井矿山充填满管输送理论及应用

为了提高深井矿山充填管道的满管状态,提出以满管率作为系统满管状态定量描述指标,基于水力学输送理论推导了满管率的数学模型,并对其影响因素作了理论分析,明确减小管道直径及增大系统流量是提高满管率的最佳途径.基于管道两相流理论,建立了管径、流速以及满管率关系的数学表达式,为系统最佳输送参数的选取提供了理论依据.对某深井矿山充填系统进行的局部改造结果显示:将系统原φ150 mm水平管道替换为φ85 mm管道,同时增大流量至80 m3·h-1,系统满管率为原来的6倍,有效减轻了管道磨损.      

基于满管输送的充填管路优化研究

满管输送可以延长充填管路的使用寿命,提高矿山充填作业效率。基于凡口铅锌矿新探明边缘矿体开采的充填需求,针对现有充填管线直径100 mm无法实现满管输送的问题,以地表管线SL1和地下管线L2-2为研究对象,开展充填管路优化研究。首先,运用理论计算,得出输送分级尾砂和细尾砂时,SL1的满管率分别为0.62和1.95,L2-2的满管率分别为0.72和2.26;其次,以最优满管率0.8为标准,通过公式推导,得出输送分级尾砂和细尾砂时SL1的理想水平管径分别为87 mm和155 mm,L2-2的理想水平管径分别为94 mm和168 mm;最后,利用CFD构建管道模型,运用Fluent软件进行变径满管流的数值模拟,通过对管道的压力及出口最大流速等进行对比分析得出,输送分级尾砂时减小管径可以增大满管率,且仍可自流输送;输送细尾砂时增大管径可以降低泵送压力。模拟结果证明此优化方案合理且具有很强的可行性。     

深井矿山膏体充填系统增阻减磨试验研究

针对深井矿山自流充填过程中的管道磨损问题,通过对浆体管输流动模式的分析,明确不满流是引起管道磨损的主要原因。从动量角度出发,研究了管道磨损机理及其影响规律。基于水力学理论推导,提出采用小管径增加系统阻力损失,减轻管道磨损的措施。会泽铅锌矿增阻减磨工业试验,将原Ф150mm管道部分更换为Ф85mm管道,管内压力值增加了6倍,满管率由7．4％提高至47％。研究结果表明,采用小管径管道是一种有效的减小磨损的措施,对于类似矿山具有借鉴意义。     

高炉喷煤浓相输送技术的研究与应用

在粉体气力输送系统中,浓相输送具有载运能力大、气量消耗少、气流速度低、管道和设备磨损小等优点。宝钢湛江钢铁2座5 050 m~3高炉设计采用先进的喷煤工艺及设备,通过分析研究浓相输送技术,调整优化喷吹操作控制参数,将浓相输送技术成功应用在湛江钢铁高炉高煤比生产实践中,喷煤量达到100 t/h,固气比提高至46.5～51.0 kg/kg,有效地支撑了两座高炉长期稳定喷煤180～200 kg/t的实绩,同时输送稳定,输送气量消耗显著下降,系统管道和设备磨损减轻。     

充填管道磨损若干问题的探讨

管道磨损是影响深井矿山充填系统正常生产的主要因素之一。所谓深井开采，就是由于开采深度的增加，使矿山的岩石力学性质和地应力特征，与浅井矿山相比发生了根本性变化，即为了防止岩爆和岩石冒落事故，必须采取有针对性的、有效的局域支护措施。对于深井开采的划     

基于FLUENT的全尾砂充填管道输送模拟试验与分析

以大红山铜矿为实例,运用FLUENT软件对全尾砂管道输送进行数值模拟和分析。在充填料浆力学参数基础上建立了数学模型,分别分析了充填料浆的浓度、流速、管径3个因素对管道输送的影响状况,最后选出最优参数。分析结果与大红山铜矿的实际相符合,同时表明FLUENT软件可以用来模拟计算矿山充填管道输送。模拟试验方法可为其他类似矿山参考借鉴。     

金堆城尾矿输送系统节能技术设计研究与实践

浆体输送广泛应用于冶金、有色、建材、煤炭、化工等行业，有色矿山尾矿输送系统的运行成本约占选矿生产总成本的1／3左右。早期建成的尾矿输送系统在实际运行中多存在着能耗高、事故多、易污染环境等亟待解决的问题，在大管径管道输送、工业浆体明槽输送研究及与工业实际结合等方面还有很多课题有待进一步研究。本文系统介绍了金堆城钼业集团有限公司十多年来在U型槽明流输送、大管径管道尾矿输送的现场测试、设计研究及泵型选择、工艺布置等方面进行的系统研究及改造实践，解决了长期困扰企业的技术难题，达到了经济、安全、无泄漏污染的目标；并对金堆城尾矿输送系统的发展方向提出了建议。     

结构流充填料浆环管试验及其阻力特性研究

本文以某矿山高浓度分级尾砂胶结充填料浆为研究对象,通过环管试验及数学分析,获得了试验料浆在不同工况条件下的管流阻力损失,对试验数据开展流变学分析,得到料浆的屈服应力、塑性粘度等流变参数,最终构建了试验料浆管流阻力计算的经验模型。结果表明:试验料浆在管径100 mm,流量17~30 m~3/h条件下,直管内的阻力损失为2 600~3 000 Pa/m,90°弯头(曲率半径1 m)内的阻力损失为2 800~3 200 Pa/m,90°弯头(曲率半径0.5 m)内的阻力损失为2 800~3 360 Pa/m,弯头阻力稍大于直管,且曲率半径越大,阻力越小。该矿山采用DN150充填管道较为适宜。     

深井似膏体充填管道输送特性研究

基于某金属矿深井开采充填料浆管道输送系统运行的工程实例,对充填料浆管道输送的动力学过程进行模拟分析。采用GAMBIT建立超深、超长似膏体管道输送二维动态模型,在此基础上运用FLUENT双精度解算器进行分离隐式模拟。研究结果表明:管道输送的阻力损失值小于重力产生的压力,可以实现自流输送;充填料浆在工作流速为3.06 m/s,自流输送的条件下,在弯管处得到最大速度4.10 m/s,水平段最大速度3.91 m/s,均满足稳定性要求。通过残差曲线监测所有相关变量的完整数据,证明模拟结果可靠,由此分析得出充填料浆管道输送系统安全可靠。     

基于改进PCA与有序多分类Logistic的充填管道磨损风险评估

为准确预测矿山充填管道磨损风险,建立改进PCA与有序多分类Logistic回归组合的充填管道磨损风险评估模型。结合实际经验,选取12项指标（9项定量指标和3项定性指标）建立评估模型。依据改进PCA算法,筛除影响力指数小的充填料浆密度和充填料浆腐蚀性2项指标,将优选出的主要指标代入有序多分类Logistic回归模型,依照相应概率大小进行风险性等级判定,最后预测矿山充填管道磨损风险等级概率。该方法摒弃了关联性较低的指标,得到可靠的充填管道磨损风险概率分布,为类似矿山科学预测管道磨损风险及采取有效防护措施提供了理论依据。     

螺旋管在小倍线充填中的应用及充填倍线公式修正

为解决小倍线充填管道局部压力过大、管路磨损严重等问题,本文提出用螺旋管增阻调压的结构与实施方案.结合计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）对增阻调压结构与实施方案进行模拟分析,基于模拟计算的结果提出增加螺旋管道增阻调压结构后计算充填倍线的修正公式.研究结果表明,在2 m·s-1的模拟流速下,螺旋管增阻调压结构所产生的阻力可达同等高度直管的10.1~16.8倍,在保证料浆连续输送的前提下可以有效的起到增阻降压的作用.结合数值模拟的充填倍线修正公式能够较为完善地计算增阻降压后的有效充填倍线.      

管道不停输带压开孔工艺在韶钢的应用

介绍煤气管道不停输带压开孔碰接技术在韶钢的首次应用.该技术与传统的开孔碰接技术相比,不但无煤气泄漏,原煤气管道系统仍可正常运行,而且施工周期短、成本低,对环境无污染,值得推广应用.     

X80管线钢在长输管道中的应用及展望

随着长输管道输送压力的提高和对输送效率的要求,X80管线钢在天然气长输管道中的使用逐渐规模化。化学成分作为钢材的“基因”,分析其演变过程并确定合适的目标成分是解决制造、焊接等问题的关键。煤制气输送管道目前没有X80管线钢的工程应用,为了满足中石化在建新疆煤制气外输管道工程的需求,需要加强煤制气管道用X80管线钢的研究。     

Interaction of Particles and Near-Wall Lift in Slurry Pipelines

In pipeline transport of slurries, it is desirable that the solid particles should be suspended by the fluid phase. Within the body of the flow, turbulent diffusion promotes suspension, but this mechanism is not effective near the lower boundary. Under certain conditions, near-wall fluid lift can provide the necessary support for the particles. The Kutta-Zhukovski equation is used to relate the lift force to the shape of the fluid velocity profile. Comparison with experimental findings shows that this lift may be associated with profiles of solid concentration that show a decreased concentration as the bottom of the pipe is approached. Observed reductions of pressure gradients result from this “off-the-wall” lift force. In certain instances, the slurry pressure gradient is found to be less than that for the “equivalent fluid,” with favorable implications for pipeline economics.     

基于Buckingham方程的大倍线充填料浆输送优化与应用

大倍线充填料浆管道输送困难及输送浓度偏低等问题是影响矿山充填效益的关键因素,如何低成本实现大倍线高浓度充填料浆的输送,是充填管道输送研究的重要课题。基于宾汉流体(B-H)的Buckingham方程,开展高浓度尾砂浆大倍线自流输送管道优化研究,结合安庆铜矿马头山矿段充填浓度低和输送倍线大的实际情况,采用分段计算、局部优化的方式,以较低的成本实现了安庆铜矿马头山矿段充填管线的优化工作,通过优化改造,输送效果得到明显改善,充填浓度提高了2%,为矿山创造了良好的综合效益。     

基于API579准则对弯管腐蚀数值模拟的分析

为定量描述高压回注管道弯管处由于流体速度与方向的改变而引起的物理冲刷腐蚀,本文以川西北气矿的高压回注水管道为例,利用Fluent软件建立了垂直弯管冲刷腐蚀模型,并利用API579准则对相应弯管处的剩余强度进行评价和研究。结果表明,腐蚀速率最大区域发生在弯管段外壁。同时,根据数值模拟计算对各控制参数根据遗传算法进行优化处理。针对管道内壁结垢无法测量准确数据的情况,建立了一套相对完整的评价优化分析系统。     

Pipeline Network Features and Leak Detection by Cross-Correlation Analysis of Reflected Waves

This paper describes progress on a new technique to detect pipeline features and leaks using signal processing of a pressure wave measurement. Previous work (by the present authors) has shown that the analysis of pressure wave reflections in fluid pipe networks can be used to identify specific pipeline features such as open ends, closed ends, valves, junctions, and certain types of bends. It was demonstrated that by using an extension of cross-correlation analysis, the identification of features can be achieved using fewer sensors than are traditionally employed. The key to the effectiveness of the technique lies in the artificial generation of pressure waves using a solenoid valve, rather than relying upon natural sources of fluid excitation. This paper uses an enhanced signal processing technique to improve the detection of leaks. It is shown experimentally that features and leaks can be detected around a sharp bend and up to seven reflections from features/leaks can be detected, by which time the wave has traveled over 95?m. The testing determined the position of a leak to within an accuracy of 5%, even when the location of the reflection from a leak is itself dispersed over a certain distance and, therefore, does not cause an exact reflection of the wave.     

高压水除鳞系统管路预充水方式的选择

热轧生产线配套的高压水除鳞系统设备在除鳞作业间歇时对除鳞阀后管路进行预充水,能有效防止管路失水变成空管而集气,消除除鳞作业时引起管路冲击、振动,防止管路设备的损坏,其预填充水方式有低压充水和高压充水两种。非节能型除鳞泵和蓄能器混合供水的除鳞系统,以及除鳞泵直接供水的除鳞系统宜选择高压充水方式,系统增加的能量很少,安全可靠;节能型除鳞泵和蓄能器混合供水的除鳞系统宜选择低压充水方式,系统能耗低,但系统安全性相对较差。     

某红土镍矿长距离矿浆管道输送工程的浓度方案研究

本文对某红土镍矿长距离矿浆管道输送工程的小型静态试验和半工业性矿浆环管试验进行了简要叙述,同时分析了红土镍矿的浆体特性,确定了长距离矿浆管道紊流输送的设计原则,并结合工艺条件和管线地形,对该长距离矿浆管道输送系统的工艺方案进行技术经济分析,确定了管道输送浓度.本文为红土镍矿长距离矿浆管道输送工程矿浆重量浓度的研究提供参考.     

某金矿大倍线加压充填技术研究与应用

针对江西某金矿充填倍线大,难以自流输送的问题,通过充填料浆管道输送水力学计算,并结合矿山充填工艺参数,确定了不同充填料浆状态下的管道沿程阻力损失;对比分析了不同的充填料浆管道输送系统布置方案,确定了最佳的管道输送方案;推荐了最佳的充填料浆管道输送工作流速、充填料浆参数及管道参数;最终通过综合分析,选取了充填加压泵类型及相关技术参数。经现场工业应用,取得较为理想的充填效果。