大洋采矿气力提升特性的试验研究

试验表明，气力提升特性与提升管内三相流的流型紧密相关，只有当供气量足以使三相流的流型保持团状流、且Ｔａｙｌｏｒ泡（见正文）充分发展的条件下，才能达到最大的提升量和最高的提升效率。文中还着重对气力提升的最佳工况进行了探讨。得出不同运行条件下的一般规律。并建立了综合效率参数与空气表现体积率的经验关系。     

大洋采矿气力提升特性的试验研究

试验表明，气力提升机特性与提升管内在三相流的流型紧密相关，只有当供气量足以使三相流的流型保持团状流，且Ｔａｙｌｏｒ泡（见正文）充分发展的条件下，才能达到最大的提升量和最高的提升效率，文中还着对气力提升的最佳工况进行了探讨，得出不同运行条件下一般规律，并建立了综合效率参数与空气表观体积率的经验关系。     

空气溶解对气力提升效率的影响

通过理论分析，建立了气体溶解方程，导出了适用于大洋采矿气力提升的气体溶解公式，它反映了气体溶解度与压力，相对含气率，气泡直径，固体颗粒比重和浓度诸因素的关系，分析表明，在洋面以下２０００ｍ深处，空气溶解度为大气压，同温度条件下的溶解度的１５～８０倍；由于空气溶解，将导致气力提升效率降低１５％～２５％左右。     

气力泵疏浚特性研究

采用与实际清淤相似的槽底供沙方式,以普通河沙作为实验颗粒,搭建气力泵疏浚池,研究了山塘水库气力泵疏浚特性。结果表明,随气体表观流速增加,气力提升系统性能呈先增加后减小的趋势; 增加浸入率,系统性能峰值点对应的气体表观流速变小; 同一浸入率下,增大气举头埋入沙层的深度,气力泵提升性能显著增加。研究成果可为山塘水库气力泵疏浚提供理论及实践指导。     

散装矿物气力提升及主要参数的设计

一、概述从当前国内外对矿用提升装置的研究和应用的情况来看,可以把矿用提升分为两人类,即有绳提升和无绳提升。在无绳提升中,矿用气力提升(又称矿用风动提升)是一种比较富有生命力的提升形式,也是提升领域中一个正在研究和发展的新课题。从研究和应用的形式来分,可以把矿用气力提升归纳为以下几种:     

进气方式对气力提升效率的影响规律研究

为阐明进气方式增强气力提升作用的机理及过程, 以气力提升装置为研究对象, 研究了气孔分布方式对排沙量及提升效率的影响规律。结果表明: 相同浸入率下, 周向均布气孔方式较带中心孔的周向均布气孔方式排沙量和效率均上扬, 且各组对应差值均随气量值增加显著上升; 提升效率随气量值升高其变化关系大致呈M形, 即出现两峰值与之对应, 其中最高峰值所处位置与排沙量峰值对应点几近吻合; 任一进气方式下其无量纲实验散点近乎服从于同一分布函数, 并与理论模型吻合较好。研究成果为更好地理解和优化气力提升参数提供了重要的参考。     

注高温过热水蒸汽条件下三轴受压无烟煤单裂缝渗流特性研究

为探究矿用浆料气力泵的各项输入参数对其效率产生的影响规律,基于流体力学知识,从静压力出发,分析了提升管内固体颗粒提升机理,研究了进气量、气体表观流速对气力提升系统提升固体性能的影响规律.研究表明,扬固量受到进气量的重要影响,进气量的大小着重改变提升管内的流型.进一步探究浆料浓度与气体表观流速的变化关系,浓度变化出现了极为明显的波动特征,过高或过低的流速均降低了气力提升性能.研究成果为矿物开采、浆料输送等工程应用提供了建设性意见.     

钻孔水力开采用气力提升装置模型的建立及实验研究

气力提升装置由于其效率过低而致使相关优点得不到充分发挥,限制了其应用范围。为进一步提高其对固体颗粒输送的能力,通过改进传统气举的结构,采用喷射器式气举来提高气举的气力提升性能。基于伯努利方程获得了对气力提升装置管内各相运动描述的理论模型。实验结果表明：喷射器式气举与传统气举特性曲线变化规律基本一致,理论模型与实测结果对比,其相对误差在7%以内,理论值与实测值吻合较好,且前者对提升效果的增强作用整体优于后者,尤以在较高气量值下最为显著;在 γ=0.42和Q G =8.8 m 3 /h处,前者最大排沙量为后者的2倍。     

钻孔水力开采用气力提升系统性能研究

采用与实际作业相近的槽内供砂方式并引入水射流喷嘴研究了钻孔水力开采用气力提升系统的性能变化规律。结果表明: 水射流喷嘴达到一定数量(N)即可消除槽底压持效应, 起到提高颗粒质量流量与提升效率的目的; 水射流喷嘴分布的非均匀性过高与过低均不利于增强气力提升性能; 水射流喷嘴在气举头埋入砂层后(即气举头底部至砂床表层距离H<0)可显著增加颗粒质量流量与提升效率。     

均压灭火技术在义马煤田的应用

煤炭自燃是义马煤田主要灾害之一。为此 ,煤矿每年都要花很大气力防止煤炭自燃 ,采取了灌浆、注氮、均压灭火等阻止煤炭自燃的措施。着重就均压技术使用的方法、效果及注意事项来论述均压灭火在千秋煤矿使用的情况。     

Analysis of a Green Transport Plant for Deep Sea Mining Systems

Deep sea mining was identified in the middle of last century. However, its industrialization and commercialization today are limited in the costal mining industry due to the high mining cost and technical issues. The purpose of this paper is to analyze a green transport plan of deep sea mining systems in terms of the optimal efficiency of the rigid pipe lifting system and the total energy consumption. The deep sea mining facilities considered in this paper consist of a mineral collecting machine, a flexible hose, a rigid pipe, a grinding machine, a concentrating machine and a horizontal pipe conveyor. Centrifugal pump modelling and its working principle are researched, because it is the major transport facility. The relationship between the optimal efficiency, total energy consumption, transport loss factor, and the relating mining parameters is determined by numerical simulations and fittings under Fortran and Matlab environment, and the optimization under 1st Opt environment. The research conducted in this paper is valuable for the pre-evaluation of deep sea mining transport systems and the further realization of its industrialization and commercialization process.

     

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。     

深海采矿系统浮力配置对集矿车受力状态的影响

基于1 000 m深海采矿试验系统设计参数, 分析了不同工况条件下软管的受力状态和空间形态的特征规律, 研究集矿车接地比压和水平拖曳力的变化规律, 并模拟软管浮力配置的选取, 结果表明:当浮力配置大小及位置固定时, 随着软管内流颗粒体积浓度增高, 集矿车受到的水平拖曳力减小且接地比压增大; 集矿车与中间仓之间水平距离增大时, 软管对集矿车水平方向上的分力增大, 集矿车受到的水平拖曳力增大, 反之减小。通过研究软管形态和集矿车受力状态的变化规律及内在机理, 可为深海采矿系统软管输送参数的优化提供依据。     

基于SWOT分析的深海采矿发展策略研究

深海中蕴藏着丰富的矿产资源,对高科技与低碳转型发展具有巨大的潜在经济价值,世界各国对深海采矿的关注度正在不断提高,但深海采矿目前仅停留在局部勘探阶段。本文采用SWOT分析方法,对深海采矿的优势、劣势、机会和风险进行了可行性分析。分析结果表明,相较于陆地采矿,深海采矿在技术、环境和政策等方面都具有特殊性。深海矿产在富集程度、二氧化碳排放、基础设施需求等方面具有独特优势,并可能带来经济、社会、科学等领域的多重额外效益;但深海采矿可能会破坏深海生态环境,并存在一定的经济风险和政治风险,相关法规也尚未明确。在此基础上,本文提出了加大国际合作和跨学科合作,建立海底观测系统,实施生态环境评估,构建绿色经济框架,加强国际社会监管等方面的深海采矿发展策略。     

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。     

急倾斜矿井深部采区巷道优化布置的探索

根据急倾斜矿井深部采区的一系列新的特点 ,采用折返式上山系统 ,重新选择上山眼煤层 ,改革上山眼内部支护方式 ,提高阶段垂高 ,降低万吨掘进率 ,缩短采区准备时间 ,大大提高了技术经济效益     

钻孔水力采矿装置的研究

国内某些矿区水文地质条件复杂,具有溶洞裂隙水丰富和矿坑涌水量大等特点,传统的采矿方法难以实施,钻孔水力开采是目前解决此问题的最佳方案之一。通过对钻孔水力开采装置工作原理的分析及结构的研究,提出其关键部件——气力泵方案的设计。为得出气举工作时运行参数,建立小型室内模拟装置,以河沙为测试颗粒,研究进气量和浸入率对排液量及排沙量的影响规律。结果表明,排液量和排沙量随气量值增加均出现一极大值与之对应,且前者峰值所处位置在不同浸入率下较为接近,但后者峰值所处位置随浸入率升高而显著左移。另外,排液量和排沙量随浸入率升高而递增。     

甘肃某地下铁矿通风系统现状分析与优化

甘肃某地下铁矿经过多年的开采,通风网路破坏严重,风量调节困难。目前矿山开采至+2 670 m水平时,Ⅰ矿体+2 715 m回风巷已发生不同程度的破坏,随着开采水平的继续下降,Ⅰ矿体回风系统将完全被破坏。再加上+2 760 m水平Ⅱ矿体回风平巷因受岩石移动的影响而产生破坏,导致通风系统不能适应生产的需求,严重制约矿山的安全生产及经济效益。结合当前矿山通风现状及科学的现场数据测量,分析其通风系统存在的主要问题,提出优化改造方案并进行通风网路解算。优化改造方案立足于矿山现有设施设备,结合矿山扩大生产规模和增加开采深度的要求,同时充分考虑深部通风方案与现有通风方案的衔接,达到了预期效果,为矿山安全通风提供科学依据。     

深海多金属结核开采技术纵览

为了获得商业性开发深海矿产资源所必须的技术手段,近年来一些发达国家对深海多金属开采设备作了捷足先登的开发性研究。本文仅就目前出现的集矿系统中各类设备的结构、原理、工作方式及特点作了概括报导。文中还介绍了四种扬矿方法,其中连续索斗法的采集面因缆绳的缠绕而受到局限;气力和水力提升法是目前各国优先选取的方法;穿梭潜孔法是一种很有前途的方法。