高浓度泵送充填工艺及其设备述评

充填料的可泵性是高浓度充填料输送的重要特性；是衡量充填料在管道中流动和静止时稳定性的综合指标。文中对影响可泵性的诸因素进行了分析，并对高浓度充填料的制备、输送以及设备作了评述。     

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。     

充填工艺技改初探

针对高峰公司矿山充填系统中存在输送管道长、弯道和接头多的问题,对输送管道进行了重新布置,并改进了弯管的结构,从而缩短了充填料浆的输送距离,提高弯管的使用寿命.以试块单轴抗压强度为评价指标,对充填料进行了配比试验,从而确定了合理的充填料配比及有关技术参数.     

似膏体充填工艺在锡矿山锑矿采选厂的应用

锡矿山锑矿采选厂浅部中段残矿分布较广,充填高差较小且输送距离较远,原块石胶结充填系统的料浆采用自流输送,输送质量浓度低,采场脱水量大,充填密闭工作繁重,充填体不能充分接顶。为满足残矿安全回采要求,推广应用了似膏体充填工艺。该充填工艺采用水泥、粉煤灰、分级尾矿、水制成尾矿似膏体,采用内径为100mm的无缝钢管,使用柱塞泵高浓度输送至采场充填。结果表明,充填料浆输送质量浓度达到了74%～76%,充填料浆成本为62.18元/m3,充填体抗压强度1.5MPa,充填可充分接顶,满足了高分段回采工艺以及残矿安全回采的要求。     

矿山充填尾砂型料的横压成型工艺及模具设计

国家自然科学基金资助项目“浆体管道输送尾砂型料的理论研究及矿山充填的技术创新”提出了“尾砂型料砂浆管道输送和砂浆胶结尾砂型料砖垒式矿山充填”的新概念，这是型料管道输送技术在充填采矿法方面一个突破性的应用，它的思路是将散粒体尾砂压制成为具有一定形状和强度的防水耐磨的密实体型料，然后注入水力输送管道，以掺有胶结材料的尾砂料浆为载流体，泵送到矿山采空区以实现输送浓度高、充填强度高的砖垒式胶结充填。     

深井水力充填系统

本文参照了南非金矿的开采经验，回顾了深井矿山充填料输送系统的演变过程；讨论了各种形态的充填料浆的流动特性，并且强调了选择正确的模拟方法来计算管线压力梯度的重要性，给出了一个南美洲金矿的充填输送系统的设计实例。     

减水剂在充填料浆中的作用机理及应用研究

提高充填料浆的输送浓度是提高充填体质量、降低充填成本的有效途径之一。为此，开展了减水剂在充填料浆中的作用机理研究并在金川矿山进行了试验与应用，结果表明：在充填料浆中添加高效减水剂可以大大提高充填料浆的输送浓度，并显著改善高浓度充填料浆管道输送性能，减水效率可达15％，充填体强度增大25％～46％，并且可以进一步降低充填材料成本，节省排水排泥费用。     

粘结性添加剂对分级尾矿充填料水力输送的影响

在某些地下采矿场支护作业中,胶结充填比普通分级尾矿水力充填优越,因为胶结充填泄出的水较少,而且早硬强度高。关于粘结性添加剂对充填料管道输送系统的影响。至今还未深入研究过。本文考察研究了粘结性添加剂对分级尾矿充填料水力输送性能的影响。     

计算流体力学在充填料浆管道输送模拟分析的应用及研究发展方向

充填料浆的管道输送作为矿山充填的重要环节,直接影响着充填系统的效率,亟需新的研究手段对浆体管道输送试验方法进行探究。结合计算流体力学(CFD)在充填料浆管道输送分析的应用,介绍了CFD技术的计算方法及流程;分析了近些年CFD在充填料浆流动特性、管道输送特性及管网参数优化等方面的研究现状及应用难点;认为目前CFD应用于膏体输送存在复杂管道输送系统建模和网格划分困难、无法进行料浆输送过程的微观机理研究、料浆输送参数选择困难等问题;对CFD应用于充填料浆输送模拟分析的研究发展趋势进行了探讨,认为提高计算精度和工业化应用将成为CFD在充填领域应用的主要研究方向。     

全尾砂高浓度充填料浆自流输送系统特性分析及设计

本文参照矿山实例,应用试验室测定的不同浓度及配比的全尾砂料浆的塌落度及管道输送料浆流速和流变参数,对全尾砂高浓度输送系统的各种特性参数进行了分析计算,确定了深井矿山充填系统的输送浓度、流速、输送管径和可实现顺利输送时的充填倍线等参数,为类似矿山充填自流输送系统设计提供参考。     

细粒尾矿充填料浆的流变性及充填能力研究

以某铁矿细粒尾矿为充填骨料,系统研究了不同浓度充填料浆的塌落度和流动性变化规律,测定了不同浓度充填料浆的粘度和屈服应力。研究结果表明,料浆浓度是影响料浆流动性的关键因素,料浆存在一个临界浓度,料浆浓度大于该临界浓度后,其流动性会急剧降低。对于所用细粒尾矿充填料浆而言,其临界浓度为63%左右;为了保证料浆的流动性,充填料浆浓度应控制在63%以下。采用宾汉姆流体理论,计算了不同浓度充填料浆的管道输送阻力损失及在不同管径下的输送能力。结果表明,在相同充填倍线下,料浆浓度和充填管道直径是影响充填能力和流动速度的主要因素;为保证不同浓度料浆的充填能力,应选择适宜的充填管道直径。     

充填料挤压输送泵的研究

充填料挤压输送泵是一种用于矿山充填的专用设备。与矿山自流输送充填料工艺相结合，利用充填管路中垂直管（或斜管）内充填料浆自重和浆体沿管壁的屈服应力，将输送泵安装于充填管路中的适当位置，可将充填料浆输送到远距离的采场。与传统的混凝土泵相比，充填料挤压输送泵具有原理独特、新颖，技术先进，没有分配阀，结构简单等优点，是解决矿山充填料远距离输送难题的有效设备。     

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%。     

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%。     

深井煤矿长距离输送沿空留巷充填技术探讨

在总结沿空留巷充填技术的基础上,针对深井煤矿长距离输送的沿空留巷充填的特点与难点,通过材料选择、配比优化试验、料浆输送流动特性试验和充填系统设计等研究,提出了运用管道输送的胶结充填技术,解决了深井煤矿长距离输送的沿空留巷充填的问题,大幅度降低了充填料成本。     

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。     

充填系统的筒仓设计准则（一）

在研究和开发给筒仓输送尾矿和从筒仓排放浆料的充填系统的过程中，必须建立浆体试验室以研究充填料制备工艺和筒仓设计准则。     

金川全尾砂膏体充填料浆流变特性研究

对金川公司全尾砂膏体充填料浆的流变特性进行了研究，并对其参数与各物料用量的定量关系进行分析，得出了充填料浆最佳配合比的工程平均，进而建立了流变模型，推荐了泵送管道沿程摩阻损失的计算公式。为金川膏体充填系统的设计及保证料浆顺利输送提供了技术依据，同时可为同类矿山的设计提供参考。     

铜坑锡矿碎石胶结充填的试验研究

碎石水泥浆胶结充填是近年来发展起来的充填新工艺,充填系统采用水泥浆和碎石骨料分别制备和输送方式,在采场进行混合后充填。铜坑锡矿对该充填工艺进行了试验研究,并获成功,有效地解决了该矿无砂料充填的难题,并取得了良好效果。     

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。