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。     

矿用浆料气力泵的设计与研究

传统的采矿方法难以开采具有溶洞裂隙水丰富、矿坑涌水量大等水文地质条件较为复杂的矿区,以及处于深海底部的矿区。钻孔水力开采作为一个新而重要的发展技术方向,无疑是解决该问题的可行性方案。介绍了钻孔水力开采关键性部件气力泵的设计,根据实际工况,设计出一种适合海洋采矿的气力泵,其需考虑的主要问题是海水对泵体材料的腐蚀性以及矿浆流体对泵体的磨损。     

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。     

浆料气力提升系统性能研究

为进一步研究气力提升装置各项参数对排水量、排沙量的影响规律,以河沙为实验颗粒,研究了气流量、浸入率、供沙量对装置提升性能的影响。结果表明,气流量和浸入率对提升能力有重要影响,气流量存在一个最优值和一个临界值,达到最优值后继续增加气流量提升效果变化不明显;小于临界值时水和河沙都不能被提升。浸入率较高时,排沙量在气流量较小时就可以达到最大值,高浸入率下排水量下降的趋势要比低浸入率时晚。本文研究成果对海底采矿、河道清淤、石油开采等具有一定指导意义和设计建议。     

气力提升系统扬固特性试验研究

为探究颗粒对气力提升特性的影响规律, 改变其供给量、粒径以及混合比例, 探讨系统扬固特性, 并采用高速摄像仪捕捉管内混合流体结构及运移特征。结果表明: 颗粒供给量越大, 越有利于提升, 但随供给量不断增大, 提升效果趋于稳定后反而变差; 颗粒粒径越大, 提升所需临界进气量越大, 越不利于提升; 改变颗粒情况不会影响管内的流型结构, 但密集泡状流利于提升; 混合颗粒中大颗粒比例越大, 越不利于提升。故在实际工程应用中, 应针对矿层的固体情况, 作不同调整。     

锰结核开采射流泵提升方式研究

射流泵被广泛用于输送或提升松散颗粒状物料。结合深海采矿的特点,对射流泵的工作性能、结构参数、提升体积浓度及提升效率进行研究,获得了被引射流流量与射流流量之比、泵进出口体积浓度差异、提升效率变化规律等结果,指出了射流泵在深海采矿系统中的应用前景。     

三种典型进气方式对气力提升装置性能影响的试验研究

为研究不同进气方式对气力提升装置的影响，建立了一个类似采矿作业现场的试验场地，采用控制单一变量法，对不同进气方式、不同作业方式和不同下降深度的气力提升装置进行了排沙排固效率以及作业方式效率的相关对比。结果表明：在下降深度增加的过程中，轴向边缘进气方式和垂直中心进气方式在不同浸入率下有着不同的效率相等点，效率相等点所对应的下降深度数值也会随着浸入率的增加而增加，而在效率相等点之后，轴向边缘进气方式的气力提升装置效率会超过垂直中心进气方式的气力提升装置效率，占据优势地位。在扬水效率上，无论是何种浸入率下，垂直中心进气方式的效率一直占据效率优势地位。在作业方式中，下降方式的效率占据优势地位。进气速度的不同可改变提升管内流型，且聚泡状流型会使得效率随着沙层深度的增加而减小。     

锰结核开采的气力提升参数研究

气力提升是大洋锰结核开采的主要扬矿方法之一。气力提升的工艺参数,如固,液两相的体积率,管道压力损失,注气深度,注气量,注气力,提升能力,提升浓度,提升效率和三相流型,对深海采矿气力提升系统的设计非常重要。     

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。     

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。     

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。     

水下开采提升气举机电装置的特性及应用

介绍了水下开采提升用气举机电装置的工作原理, 对自激振荡脉冲射流破碎器的性能、气举提升特性和临界水流速度进行了分析, 并介绍了气举的应用情况。滨海砂矿开采和钻孔水力采矿的实际应用表明, 脉冲射流破碎器具有很强的水下破碎和搅拌能力, 大大提高了气举的工作性能, 气举机电装置简单、高效、具有较高的综合技术经济性能。     

气举反循环机具制作与应用

岩溶发育地区桩基施工过程中的卡钻、埋钻事故,是长期困扰施工单位的技术难题。本文着重阐述了气举反循环理论和机具制做方法,从而解决了在岩溶发育地区的施工技术难题。     

基于深海采矿技术的新型深水清淤技术方案探索

根据深水清淤面临的问题,结合我国深海采矿技术现状,分析了深海采矿技术与深水清淤作业技术的特点,借鉴相关技术形成了一种深水清淤技术方案;并对深水清淤系统的组成、功能及作业流程进行了详细介绍。为验证深水清淤技术的可行性,研制了工程样机,并在小浪底水利枢纽成功应用,表明基于深海采矿技术的深水清淤技术是解决陆地深水淤积问题的有效途径。     

排沙水泵的设计

论述了排沙水泵的设计要点,着重介绍了加大流量设计方法在排沙水泵设计中的运用,提出各性能参数的合理取值以消除驼峰,提高效率和抗大流量工况下过载能力,达到最佳设计目的。     

煤矿水仓自动清淤设备的设计

设计了一种煤矿井下水仓自动清淤设备,能完成对井下水仓煤泥的收集、抽排、分筛、脱水、装车的全过程。该设备结构简单,操作方便,可靠性高,可以提高水仓清淤的效率和安全性。     

实时差分GPS定位技术在疏浚工程中的应用

简单介绍了实时差分(Real Time Difference)GPS定位技术的系统组成、定位原理及其在疏浚工程中的应用。     

固液离心泵的理论、设计及性能

介绍了固液离心泵的两相流速度比设计理论、结构特性及性能参数。     

离心泵性能曲线的快速拟合法

离心泵在选型时,首先就要绘制离心泵性能曲线,而传统的手工曲线绘制方法速度较慢．而且往往无法保证精度要求。使用计算机编程处理虽然能满足精度要求,但需繁杂的编程过程,对选型设计人员要求较高。为了适应计算机优化选型的要求,需要找到一个既快速又简便的方法求出离心泵性能曲线的函数表达式,从而将离心泵性能曲线转换为计算机的图形。