泵送充填构筑密闭墙技术的应用

泵送充填构筑密闭墙技术是一种效率高、劳动强度低、技术效果良好的密闭新技术。结合泵送充填构筑密闭墙技术在宣东二矿的应用实践,阐述了充填密闭材料的组成及性能、密闭墙充填构筑工艺及技术经济效果。     

膨胀充填防火密闭墙构筑技术及应用

煤层自燃发火是煤矿安全生产的一大重要隐患,如何治理煤层自燃发火成了矿井安全生产的重点工程。基于膨胀充填防火密闭墙构筑技术在东坡煤矿斜风井防火应用实践,阐述了膨胀充填材料的组成及性能、充填构筑工艺、膨胀充填密闭墙井下构筑试验及其技术经济效果。应用实践表明,膨胀充填材料的初凝时间约为20~30min,抗压强度达到了3.3MPa,膨胀系数为20%左右。充填防火密闭墙密闭性能良好,充填后老巷无漏风、串风现象,取得了预期的效果。     

粉煤灰浆快速固化构筑密闭墙技术

为了预防采空区遗煤自燃,通常在采空区构筑密闭墙。针对现有密闭墙构筑工艺的不足,提出了粉煤灰浆快速固化构筑密闭墙技术,并分析了其技术特点和构筑工艺。为了检验该技术的可靠性,选择山西某矿8617工作面采空区进行密闭试验,测试结果表明:粉煤灰浆快速固化构筑密闭墙适用于井下采空区防火密闭,具有良好的封闭效果。     

基于正交试验的膨胀充填料浆流变特性及管输阻力计算模型研究

针对某铁矿采用膨胀剂进行全尾砂胶结充填接顶,为探究不同浓度、灰砂比及膨胀剂掺量下的尾矿膏 体流变特性及管输阻力的计算模型,采用三因素三水平正交试验,开展全尾砂胶结膏体流变试验。 试验结果表明:料 浆浓度是影响膨胀充填料浆屈服应力与塑性粘度的主要因素,灰砂比次之,膨胀剂掺量对屈服应力的影响较小,对塑 性粘度几乎无影响;结合极差、方差分析及正交试验数据,建立了流变参数的计算模型,该流变参数模型满足多元非 线性回归方程,并基于传统阻力计算公式,提出了考虑质量浓度、灰砂比、膨胀剂掺量的管输阻力新模型。 并以罗河铁 矿为工程背景验证了管道阻力计算新模型的准确性,表明采用考虑质量浓度、灰砂比、膨胀剂掺量的阻力计算新模型 相比传统仅考虑流变参数的阻力计算模型更符合膨胀充填料浆在水平管道所受实际阻力。     

充填料浆的预脱水试验研究

通过理论分析和实验研究 ,首创并试验了多孔管滤网振动预脱水和分流沉降预脱水新技术 ,实现充填料浆的低浓度输送、高浓度充填。     

煤矸石高浓度充填料浆流变参数测试方法研究与应用

近年来,采用煤矸石为骨料的似膏体或膏体充填采煤技术开采"三下"压煤已成为煤矿绿色开采的一个重要方向。分析充填料浆流变参数是充填管输系统设计的基础工作。针对常规流变仪无法测试煤矸石高浓度充填料浆流变参数的实际问题,根据充填料浆粗骨料、粘度高的物料特征和流变参数测试原理,研制了煤矸石高浓度充填料浆流变参数测试仪和相应的测试方法。采用自制流变仪对公格营子矿似膏体充填料浆的流变参数进行了测试分析,确定了充填料浆管道输送的摩阻系数,为该矿充填管道系统优化设计提供了科学依据。     

废石—棒磨砂混合充填料浆工作特性与流变参数试验

为了得到满足管道稳定自流输送的废石—棒磨砂混合充填料浆配比最优组合,基于正交试验设计方案,开展了 48 组不同配合比参数的废石—棒磨砂混合充填料浆管道输送特性以及流变特性试验,并利用回归分析法研究了废砂比、胶砂比和料浆质量浓度变化对料浆特性参数的影响规律。同时,基于响应曲面法原理,以塌落度和泌水率达到最优为目标,对混合料浆配比进行了分析和优化设计。研究结果表明,混合充填料浆工作特性随胶砂比及料浆浓度的变化规律相同,料浆浓度是影响工作特性的最显著因素。混合充填料浆的流变关系显示其为具有屈服应力的伪塑性体,屈服应力主要影响因素是料浆浓度,粘度系数主要影响因素是胶砂比。当料浆废砂比为 0.62、胶砂比为 1∶5、料浆质量浓度为 81.85% 时,料浆塌落度为 27.24 cm、泌水率为 9.25%,满足矿山充填采矿管道自流输送要求且达到最优。     

戈壁料充填料浆坍落度参数影响因素研究

某金矿新建充填站采用戈壁料进行充填,为保证充填料浆输送的稳定性,研究不同粒级、不同质量浓度及不同灰砂比戈壁料充填料浆对坍落度参数的影响。结果表明：戈壁料充填料浆坍落度主要受戈壁料的粒级组成、料浆质量浓度及灰砂比的影响。质量浓度是影响坍落度值的主要因素,质量浓度越高,坍落度值越低;灰砂比对坍落度有一定影响,但灰砂比对坍落度的影响受限于戈壁料粒级,戈壁料粒级越粗,灰砂比影响越大。因此,应综合考虑多方面因素,选取合适粒级的戈壁料,同时在现场生产过程中应控制质量浓度,保证充填料浆输送的稳定性。     

废石—棒磨砂混合充填料浆工作特性与流变参数试验

为了得到满足管道稳定自流输送的废石—棒磨砂混合充填料浆配比最优组合,基于正交试验设计方案,开展了 48 组不同配合比参数的废石—棒磨砂混合充填料浆管道输送特性以及流变特性试验,并利用回归分析法研究了废砂比、胶砂比和料浆质量浓度变化对料浆特性参数的影响规律。同时,基于响应曲面法原理,以塌落度和泌水率达到最优为目标,对混合料浆配比进行了分析和优化设计。研究结果表明,混合充填料浆工作特性随胶砂比及料浆浓度的变化规律相同,料浆浓度是影响工作特性的最显著因素。混合充填料浆的流变关系显示其为具有屈服应力的伪塑性体,屈服应力主要影响因素是料浆浓度,粘度系数主要影响因素是胶砂比。当料浆废砂比为 0.62、胶砂比为 1∶5、料浆质量浓度为 81.85% 时,料浆塌落度为 27.24 cm、泌水率为 9.25%,满足矿山充填采矿管道自流输送要求且达到最优。     

尾砂充填料浆流变性能影响因素分析

在扩散度、坍落度实验的基础上,通过研究流变特性实验获得的流变参数,从尾砂性质、料浆浓度和砂灰比三个方面分析阐释影响尾砂充填料浆流变性能的原因。结果表明：充填料浆符合Hershel-Bulkley流体模型,在剪切速率0~220s_-1范围内,料浆浓度小于74%时均会达到层流与紊流的临界剪切速率,其实际值大于理论计算值;全尾砂经分级后,屈服应力、刚性系数整体下降,浆体的扩散效果、流动性变好;充填料浆浓度的增加造成料浆屈服应力、刚性系数整体增大,表现为扩散度、坍落度总体呈下降趋势;砂灰比与流变特性参数不呈线性关系,对尾砂充填料浆的流变性能影响较小。     

浆体长距离管道输送全过程压力变化分析

为了确保管线安全运行, 对长距离浆体管道输送过程中管道沿程压力变化进行了分析。将全过程划分为全水、浆推水、全浆和水推浆4种工况, 结合具体工程案例, 计算了4种工况下管道内部压力的变化情况, 并对可能产生的危害提出了防护措施。     

包钢白云鄂博铁矿浆管线工程关键技术参数校核

介绍了包钢白云矿浆管线工程。对该管道输送关键技术参数进行了力学分析, 并经过现场水压试验和实际运行对关键技术参数进行了校核, 证实各关键技术参数设计值与实际接近, 能满足使用要求。     

高浓度充填料浆输送管道压力监测研究

针对高浓度充填开采过程中输送管道容易出现堵塞、压力失稳等问题,开展了充填料浆流变试验,开发了简易管道压力监测系统,在故障高发管道所属区段设置了监测点,实现了管道压力实时监测,分析了管道压力与不同充填工艺参数间的关系,得到了料浆在管内输送过程中的绝对压力及其压力降。结果表明：相比与充填流量的弱相关性,距离钻孔底部200 m处的管内压力与充填浓度表现为强相关性,其随浓度的改变而变化,具有高灵敏性和即时性的特征;充填管道压力监测点的绝对压力及料浆在单位长度管道输送过程中的压力降均非定值,故压力预警值的设定需根据充填采场位置变化而动态调整。     

水煤浆管道输送摩阻损失研究

以十二醇醚为分散剂,进行了水煤浆管道输送实验研究,分析了分散剂浓度和煤浆浓度变化对煤浆摩阻损失的影响。煤浆管道输送数据分析及理论计算结果表明: 分散剂浓度越大,煤浆摩阻损失值越小; 水煤浆浓度越大,摩阻损失值越大。实验数据拟合结果表明有效黏度与平均切变率成线性关系,从理论上给出了煤浆摩阻损失的计算公式,计算值与实测值偏差不大于18%。     

充填倍线对浆体管道自流输送的影响

针对充填料浆在管道自流输送过程中所出现的问题,通过应用浆体管道输送的水力学特性理论推导、数值模拟和现场实际观测等技术手段,深入分析了充填倍线、垂直高差以及充填料浆出口速度三者之间的关系。推导出料浆在相同充填倍线条件下出口速度与进出口垂直高差的关系式,并验证了其正确性。最终得出结论:1)充填倍线一定时,料浆出口速度随着垂直高差的增大而增大;2)垂直高差一定时,料浆出口速度随着充填倍线的增大而减小。     

膏体充填管道输送阻力损失计算方法

针对云南会泽铅锌矿膏体充填,进行了充填料浆流变特性研究,并对其流变参数与浓度的关系进行了分析,建立了两者间的数学关系式,进而建立了会泽铅锌矿膏体充填料浆管道输送阻力损失计算的经验公式。经生产验证,该公式具有较好的实用性。     

某铁矿管道自流输送分析及管道磨损研究

对某铁矿充填系统的管流输送进行了输送参数确定及管道磨损研究,采用经验公式得出料浆临界流速及运输管道的临界管径,并运用Fluent进行数值模拟分析,找出料浆在输送过程中对输送管道磨损较为严重的部位。结果表明,铁矿料浆质量浓度62%~68%时,临界流速0.806~0.831 m/s、输送管道直径0.207～0.209 m条件下可实现自流输送;料浆流动过程中速度与压力最大值集中在管道中心线附近,但在各拐点处的管段料浆流速与压力会产生突增,且最大值在拐点内侧管壁;在拐点后一段管道内料浆流速与压力值先增大后减小,最大值由靠近下管壁逐渐回到管道中心线附近;整个输送管道中磨损较为严重的部位出现在弯管内侧及其接下来的一段管道的下管壁。     

充填料浆管道输送流体力学分析及流速计算

随着社会的发展和科学技术的进步,充填采矿法逐渐成为金属矿床地下开采的主要采矿方法。其充填方法有水力充填、高浓度充填、膏体充填等。对充填管道输送中充填料浆的运动状态和流变特征进行分析,介绍了料浆输送临界流速的几种计算公式。     

浆体管道输送临界流速的研究

全面深入分析了大量物料浆体的试验与运行数据, 从物料特性与浆体紊动强度两个重要因素分析浆体浓度对管道临界流速的影响, 基于能量守恒提出了合理、实用的浆体管道输送临界流速公式。     

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。