矿山充填电动液固三通导水阀研制及生产应用

为解决矿山充填过程中管路清洗水进入采空区,造成充填料浆离析,影响充填体质量的问题,设计了一种电动液固三通导水阀,该导水阀可以实现在正常充填时料浆从一个出口进入采空区充填,待采空区充填接顶准备清洗管路时,关闭这一出口,及时将阀门换向至另一出口,将充填管路洗管水导入生产工区盘区集水坑。现场试验结果表明,新研制的三通导水阀解决了大量洗管水引流、洗管水无法导出的问题,有效提高了充填体质量,提升了矿山充填自动化水平。     

延长充填钻孔使用寿命的研究

充填采矿方法作为一种深部矿产资源有效的开采方法,在国内外矿山得到了广泛运用.对于采用充填胶结采矿法的矿山,充填钻孔是从地表到井下输送充填料浆的咽喉.通过分析影响充填钻孔使用寿命的主要因素,提出了合理选择施工位置、分段设计钻孔、确保钻孔垂直度、采用大直径耐磨套管等提高充填钻孔使用寿命的措施,并运用于设计中.实践证明,这些措施效果显著,对充填钻孔的设计与施工具有重要的指导意义.     

某铜矿充填料浆L型管道自流输送研究

为了研究分析四川某铜矿充填料浆的输送性能,为矿山充填管网系统设计选型提供理论计算依据,试验选取尾矿库尾砂和普通硅酸盐水泥作胶结充填材料,对不同配比、不同浓度的充填料浆进行L型管道输送模拟试验。通过试验研究得到了管道各组段料浆流动性的技术参数,包括屈服剪切应力值和黏滞系数等。通过理论计算确定了不同料浆流量、输送管径情况下产生的管道单位长度流动阻力和允许的充填倍线,最后综合分析研究了流变参数、黏性系数、充填料浆输送流速及输送管道直径对流动阻力和充填倍线的影响。     

某钒钛磁铁矿充填用尾砂料浆流动性及强度特性试验研究

针对某钒钛磁铁矿全尾砂充填料浆质量浓度波动大、充填成本较高、尾砂综合利用率不足且充填质量较差等问题,通过开展全尾砂胶结充填材料试验,对充填材料的物理化学性质进行了测定,并进一步研究了不同质量浓度和不同灰砂比条件下全尾砂的流动性和强度特性.结果表明:全尾砂化学成分安全,粒径－２００目以下颗粒所占比例为４６％,－２０μm 颗粒含量占比大于１５％,可以形成“结构流”,适合用于井下充填;充填质量浓度为６４％~７４％,灰砂比为１∶４~１∶１２时,料浆屈服应力小于１００Pa,管道流动阻力小于６．０kPa/m,充填料浆流动性较好,输送性能较佳;为满足矿山安全开采２８d强度１MPa的要求,且考虑充填成本,确定充填料浆最佳质量浓度为７４％、灰砂比为１∶８.     

地下开采矿山深部充填减压系统的建立与应用

以某矿山建立深部充填减压系统的实例,介绍了充填减压系统的构成,以及地下开采矿山如何通过充填减压系统来解决深部充填中的爆管和充填料离析问题.     

煤矸石胶结充填管路输送不满管流及其防治方法研究

煤矸石胶结充填料浆质量浓度高,若管路布置和管输参数不合理,充填过程中容易发生不满管流及管路输送故障。为了探究煤矸石胶结充填管路输送不满管流产生的原因与危害,提出相应的防治对策,结合矸石高浓度充填料浆管路输送的实践,建立了泵送充填管路输送模型;基于浆体管道输送基本理论,研究了充填不满管流的产生原因,提出了不满管流状态的理论判别式;根据不满管流输送过程中浆体的运动特征,探讨了不满管流对管路输送系统的危害;结合实例分析提出了不满管流输送状态的防治途径。结果表明:影响充填料浆输送状态的主要因素有充填流量、管道的几何参数和布置方式、料浆的流变特性和密度。输送过程中,充填料浆及输送参量匹配不合理,在垂直钻孔管顶部,高浓度料浆将出现拉断现象,由连续体变为不连续体,导致了管道输送的不满管流状态。随着浆体拉断区的进一步发展,垂直钻孔管上部出现空管段,并呈现一定的真空度,处于负压状态,浆体由固、液两相流状态转变成固、液、气(汽)三相流。浆体状态的变化,恶化了充填管路输送的稳定性,对管路输送系统产生明显的影响和危害:"水锤"冲击作用、对管壁的冲蚀磨损、水平管道振动、料浆发生淤积堵塞、损害充填泵。为了避免管路...     

铜山铜矿全尾砂充填料浆流变特性试验研究

针对铜山铜矿全尾砂胶结充填料浆管道输送技术存在的实际问题,采用RST+SST型软固体流变仪进行了料浆流变特性试验,揭示了料浆屈服应力和粘度系数随料浆浓度和灰砂比变化的规律;利用试验得到的料浆流变特性参数,进行了管道输送临界流速、沿程阻力损失的计算以及充填参数验证。结果表明:料浆浓度为65%～70%、充填流量为64～80m3/h、管径为108mm时,工作流速和输送压力均能满足矿山自流输送要求,为全尾砂胶结充填料浆管道输送系统设计提供了基础。     

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。     

某铅锌矿全尾砂充填料浆输送性能试验研究

充填料浆沿管道的输送阻力i与充填料浆自身的屈服剪切应力τ0、粘性系数η、充填料浆输送流速V及输送管道直径D有关。通过对某铅锌矿选厂全尾砂粒径、物理化学参数、沉降性能及塌落度等特性研究,选择不同浓度的选厂全尾砂进行充填料浆流动性试验。根据流动性试验结果,求得不同浓度全尾砂充填料浆流变参数,计算出全尾砂在不同浓度、不同流量及管径条件下,充填料浆管道流动阻力,从而得出可实现管道顺利输送的充填倍线。试验研究表明,决定输送阻力的两个关键因素分别为充填料浆浓度和输送管道内径,某铅锌矿选厂全尾砂充填料浆浓度为72%～74%、充填管径为150mm时,其输送性能最佳。     

高浓度充填料浆在垂直三通管路中的流动阻力研究

根据全尾砂制备的高浓度充填料浆获取实验参数,利用Fluent数值模拟软件,对充填料浆在垂直三通管中的两种流动方式进行了模拟。根据充填料浆的速度与压力分布云图,分析了管道的局部与沿程阻力损失,通过数值计算得出了两种方式的下管道的局部阻力系数并分析其变化的原因,该研究对矿山的充填管路设计具有一定的指导意义。     

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。     

桃山矿胶结充填管道输送系统充填试验

为了解决桃山矿三井工作面充填开采过程中出现的堵管以及管道的高磨损率等问题,运用流体力学理论,结合该工作面的实际情况,采用自流+泵送的管道输送技术进行了工业试验,并利用ANSYS模拟分析了在速度2.0 m/s时,不同料浆浓度、管径对全程管压的影响。模拟结果表明:既定输送速度下,在合理的可控范围内且易于输送时的充填料浆浓度、管径取值范围分别为52%、140~180 mm时,输送管压分别为134.561 kPa、130.053~138.759kPa。根据模拟结果进行的工业试验表明,堵管和高磨损率等问题得到了解决,充填开采取得良好的效果,有效地控制了顶底板的变形,降低了顶板的下沉量,减少对环境的破坏,验证了该管道输送系统是一种"安全、经济、环保、可靠"的充填采煤系统,为该矿以及类似条件下的矿山充填开采提供了借鉴。     

黄沙坪矿深部开采充填管道输送参数计算与仿真

通过研究充填管道输送两相流的基本理论,分析充填管道输送中充填料的沉降规律和运动形式,计算出黄沙坪矿的临界流速及两相流的水力坡度;分析充填管道中充填体的流动形态和流变特性,选择雷诺数作为数值计算时浆体流型的理论依据;运用ANSYS有限元数值计算软件中的Flotran流体力学模块进行数值计算,为黄沙坪矿深部充填管道输送提供理论支撑。     

超细全尾砂大流量充填系统在张庄铁矿的应用

随着矿山充填法开采技术和装备的不断进步,大流量充填系统以其更加经济、高效的优势成为大型矿山充填技术发展的重要方向。针对张庄铁矿500万t/a大规模开采,全尾砂粒径级配超细的技术特点,开发应用了超细全尾砂大流量充填系统。该系统包括1台Φ20 m深锥浓密机,3套由Φ2 600 mm×3 000 mm型高浓度搅拌桶和活化搅拌机组成的联合搅拌装置(两用一备),制备料浆浓度一般控制在68%~70%,单套搅拌和输送系统生成能力达到180~220 m^3/h,料浆自流输送至井下采空区。系统运行多年来,设备状况和工艺技术指标稳定。超细全尾砂大流量充填系统在张庄铁矿的成功应用,为该矿无尾矿库生产提供了关键技术支撑,也为我国类似大型矿山绿色、安全、高效、经济开采提供了有益参考。     

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。     

似膏体充填系统管网参数及泵送压力选择

湖南闪星锑业有限责任公司对浅部残矿进行回采,并采用高浓度的似膏体充填系统进行充填。通过从锡矿山选场选取尾砂充填体,在实验室测试其物理力学性质,同时测定不同浓度下不同配比的充填体的抗压强度及泌水率,得出适合矿山的充填材料配比为 1∶2∶8(水泥∶粉煤灰∶分级尾砂),质量浓度为70%~76%。通过充填管道输送参数计算,选用外径为0.114 m,壁厚为0.007 m的钢管,得出似膏体料浆的临界流速为0.97 m/s,充填料浆水力坡度为885.92 Pa/m,充填管道最大输送阻力为1.53 MPa,工业泵的启动压力2 MPa,得出泵的最小压力值为3.53 MPa,从而设计出适合锡矿山的似膏体充填系统,为矿区充填可靠性提供了保障。     

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。     

大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度试验研究

为探索大红山铁矿细粒级尾砂胶结充填材料充填强度,结合大红山铁矿实际需求,对细粒级尾砂胶结充填材料应用及充填体强度进行试验研究。试验结果表明,采用新型胶结材料代替传统硅酸盐水泥,分级尾砂胶结充填时,灰砂比1∶10时即能满足充填采矿工艺要求;全尾砂胶结充填时,新材料胶结灰砂比1∶8的28 d抗压强度与分级尾砂水泥胶结灰砂比1∶4的28 d抗压强度相当,能有效降低充填成本,具有良好的经济效益和环保效益。     

新城金矿充填系统优化实践研究

针对新城金矿厚大、破碎、倾斜、难采矿体开采时存在的粉矿损失问题,分析了引起矿石损失和贫化的原因,通过对矿山充填系统及其工艺技术的研究,提出了以下优化策略:优化充填系统,合理布置充填管网;进行充填材料试验,采用新的充填胶凝材料,提高充填体强度;强化充填站质量责任,满足充填配比要求;按设计施工,禁止进路超高、超宽;采用多种技术措施,确保充填接顶;提高充填料浆浓度。实践证明,以上措施减少了充填料与粉矿的接触与混合,矿山矿石回收率由92%提高到94.5%,并且减少了矿石贫化率,取得显著效益。     

矿用设备负载敏感比例多路阀的改进研究

矿用设备液压系统多采用负载敏感系统以提高系统节能性、减少发热。针对现有负载敏感系统中使用的多路阀工作时的压力流量损失,在多路阀的进油联增设压力复制阀。阐述了压力复制阀的工作原理,建立了仿真模型,分析了Ls口压力与负载压力的关系。工作时负载信号不需要消耗工作油口中的油液。通过实际使用结果表明,增设压力复制阀提高了系统效率和响应速度。