高浓度全尾砂料浆管道输送数值模拟研究

高浓度全尾砂胶结充填采矿法在地下黑色金属矿山中应用广泛,高浓度全尾砂胶结充填料浆管道输送技术是研究该采矿方法的重要内容。以吴庄铁矿高浓度全尾砂胶结充填开采为背景,根据该矿山需要达到的充填能力,选择内径为90 mm、113 mm和122 mm的充填管道,采用双精度流体力学软件fluent-2ddp研究高浓度全尾砂料浆在充填管道内的流动状态。根据矿体的赋存状态、矿山生产规模和充填料浆的性质,构建管道输送系统数值模型。设定管道入口和管壁的边界条件,进行料浆输送过程的数值解算,分析解算结果。研究结果表明,与90 mm和122 mm管道输送相比,113 mm管道输送料浆的压力损失和流速最合理;料浆在弯管内侧流速骤增,且显著大于外侧;料浆流速在管道断面上近似抛物线分布,最大流速位于管道中心的上方。     

国产隔膜泵在鞍钢浆体长距离管道输送中的应用

简述了隔膜泵的发展概况,分析了隔膜泵的结构,介绍了国产隔膜泵在鞍钢炼钢厂转炉泥管道输送系统和东鞍山烧结厂尾矿高浓度管道输送工程中的应用效果,指出在长距离、高扬程、高粘度浆体管道输送中合理选用国产隔膜泵具有较强的竞争力和较好的发展前景。     

CLZ-4型数显高浓度瓦斯检定器

CLZ－4型数显高浓度瓦斯检定器检测的瓦斯浓度值以数字形式显示。该检定器只有压力和温度补偿功能,检定器带有直径13mm,长150mm的管道自动取样器,只需将取样器按要求插入气体输送管道中即可实现对管道中瓦斯浓度的自动取样测量,操作极为简单方便,消除了负压气体输送管道取样困难问题。CLZ－4型数显高浓度瓦斯检定器为矿用本质安全型,适用于具有甲烷、煤尘爆炸性的气体环境中,防爆标志：iBI（150℃）。1工作原理CLZ－4型数显高浓度瓦斯检定器由电源、运算放大器、显示器、取样器等组成。1．1电源CLZ－4型数显高浓度瓦斯检定器采…     

大流量全尾砂膏体料浆管道输送参数计算与分析

在全尾砂膏体料浆管道输送技术中,合理输送管道参数的确定是确保其安全、可靠输送的核心。本 项目以某大型铜矿山为研究对象,设计采用全尾砂膏体料浆管道输送;针对其输送流量大、管道输送阻力大等技术 难题,以尾矿基础参数测试结果为基础,开展了全尾砂膏体料浆高效浓缩试验及料浆流变试验,根据试验结果推荐 输送浓度为 60%~65%;同时按照刘德忠公式及管道复合流态摩阻损失数学计算模型,计算分析了全尾砂膏体料浆 管道输送临界流速与摩阻损失等关键工艺技术参数;最终根据矿山生产参数,确定了管道输送方案及参数,即在日 生产尾矿量为 58 000 （t 干量）条件下,推荐全尾砂膏体料浆输送最佳浓度为 60%~65%,推荐采用单条管线输送,输 送工作流速为 1.85~2.12 m/s,对应输送管径为 650 mm。     

液压驱动双隔膜浆体泵的研究与设计

高压浆体泵是实现长距离、高扬程、高浓度浆体管道输送方式的核心设备。液动隔膜浆体泵具有压力高、效率高、无流量脉动、易损件使用寿命长、无混浆、自动化程度高等特点。介绍了该泵的组成、工作原理;分析了该泵的主要性能及主要组成部分的设计,提出该高压浆体泵是适于浆体管道输送的环保节能型产品。     

管道输送高浓度全尾砂充填料浆的阻力损失研究

以地下矿山超大规模充填开采的发展趋势为背景,采用Fluent-3D工程流体力学软件,构建充填倍线为3,5,7的三维自流输送模型,通过数值模拟实验,研究浓度为70%、72%、74%的全尾砂充填料浆在直径为100~200 mm管道中输送时的阻力损失规律。结果表明,高浓度全尾砂充填料浆管道输送阻力损失与管径呈指数函数减小的变化关系,当管道直径小于150 mm时,阻力损失随管径的变化率较大,管道直径大于150 mm时,阻力损失随管径的变化率明显减小;随着水平管道长度的增大,阻力损失线性增大,而充填倍线对高浓度全尾砂充填料浆水力坡度的变化率几乎没有影响;阻力损失随料浆浓度的升高而增大,料浆浓度越高,阻力损失随管径的变化率越大;增大管径可降低浓度对输送阻力损失的影响,大直径管道输送高浓度全尾砂料浆具有良好的可行性。     

基于环管试验的尾矿水力输送性能研究

通过对尾砂的物化性质进行分析、浆体沉降试验、尾砂水下安息角与滑动角的测量，以及料浆流变性能的研究，并基于环管试验模拟尾矿输送过程，对四川某铁矿全尾砂进行水力输送试验研究，确定尾矿管道输送参数，并验证该尾砂的输送可行性。结果表明：尾砂级配良好，物质组成稳定，可用于正常管道输送；当料浆质量浓度小于56%时，沉降速度主要取决于料浆的质量浓度，当料浆质量浓度大于56%时，其沉降效果不仅受料浆质量浓度的影响，还可能与尾砂粒径级配等多因素有关；该尾矿浆的屈服应力较大，动力黏度系数较小，7种质量浓度(40%、44%、48%、52%、56%、60%、64%)的料浆测量得出的安息角最小值为12°,滑动角最小值为21°,推荐管道坡度应设置在10°以下；在不同管径(Φ125 mm、Φ140 mm、Φ180 mm)下，推荐管道输送流速为2 m/s。研究结果可为矿山尾矿管道输送设计提供参考依据。     

梅山铁矿尾矿管道输送研究

针对梅山铁矿尾矿浆高浓度长距离输送的安全稳定性问题,分别通过清水试验、环管试验对尾矿物理特性及管道输送参数进行了研究。研究得到了梅山铁尾矿浆长距离高浓度输送的规律以及经济、安全的输送浓度及流速;得出在合适的运行参数下,可实现尾矿浆的高浓度长距离安全经济的输送。     

大倍线管道自流输送胶结充填技术

煎茶岭镍业有限公司在大倍线条件下,根据管道输送高浓度料浆的规律,采用大管径、小流量、低流速3种技术手段,成功解决了超大倍线条件下的自流充填问题,实现了高浓度料浆管道自流胶结充填,取得了显著经济技术效益,并对其普遍适用性及创新性作出了评价。     

往复式隔膜泵功率经验公式回归分析

高浓度尾矿浆长距离、大流量管道输送的关键设备是往复式隔膜泵,隔膜泵的功率计算尤为重要。目前泵功率计算影响因素多、方法复杂。为简化隔膜泵功率计算并为管道输送方案优化提供便利,在统计大量SGMB、DGMB系列隔膜泵输送尾矿浆、化工料浆、水煤浆及氧化铝料浆4类料浆时的额定功率、流量、压力数据基础上,结合Origin软件,对不同结构、不同输送对象隔膜泵的额定功率与额定流量及压力间的关系进行拟合分析,得到经验公式并进行了差异性分析。结果表明,隔膜泵的功率与额定流量和压力之积成正比,且不同结构、不同输送对象隔膜泵的功率经验公式差异程度低,因而可使用统一的隔膜泵功率计算经验公式。     

桦树沟铜矿尾矿输送工业试验

为满足桦树沟铜矿充填物料的供应、实现高海拔地区沉降性颗粒物料浆体长距离管道连续输送的目的,进行了尾矿输送工程研究与工业应用试验,结果表明,浓度为40%~45%的尾砂浆在上扬高度超过200m的输送过程中,管道输送压力基本保持在4.1~4.6 MPa,物料供应充足及浓度稳定时,管道进、出料口及各关键部位均可保持正常工况。正常充填生产时,尾砂浆源源不断地输送至高处山体之中的地下充填站,输送流量与输送浓度满足了日常生产的需要。     

武里蒂卡金矿膏体充填料输送性能试验研究

膏体充填以其高浓度、无脱水、低水泥耗量等优势而广受国内外地下矿山的推崇,但同时也存在膏体输送管道阻力大、管道易堵塞的问题,为给矿山膏体输送系统提供设计依据,开展膏体充填料浆输送性能试验研究就显得十分必要。哥伦比亚武里蒂卡金矿拟采用全尾砂膏体充填,全尾砂膏体充填需求量60 m3/h～100 m3/h。本文通过坍落度试验研究分析充填料浆和易性并初步确定膏体态充填料浆的浓度范围,约为68%~70%。以此为基础,利用流变仪测试充填料浆的屈服剪切应力与黏性系数,计算得出管道单位长度充填料浆流动阻力,并结合矿山膏体输送条件,确定了武里蒂卡金矿的膏体输送参数。研究表明,充填料浆浓度宜选定66%~68%,推荐井下充填管道内径150 mm,相应膏体输送阻力2.69~5.74 kPa/m,采用10 MPa膏体输送泵可将充填料浆水平输送1.7~3.7 km,能够很好地满足矿山充填系统膏体输送的需求。膏体充填料浆输送性能参数及其确定方法可为类似地下矿山充填系统建设提供参考与借鉴。     

高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速研究

以某地下矿山超大规模充填开采发展趋势为背景,结合矿山环境保护的迫切需要,充分考虑粒级组成、料浆黏度、料浆与载体密度、物料密度、管径、管壁粗糙度、管道安装质量、物料加权平均沉降速率等复杂因素,以管道输送阻力损失最小为原则研究高浓度全尾砂充填料浆在不同直径管道内的临界流速,构建高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速模型,分析管径和浓度对临界输送流速的影响规律。经验证,高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速模型的计算结果可靠,模型计算得出的临界输送流速随管径、浓度等因素的变化表现出明显的规律性。研究结果表明：随着管径的增大,高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速呈按幂函数增大的变化特征;随着浓度的增大,高浓度全尾砂充填料浆临界输送流速呈按三次多项式减小的变化特征。     

某金矿高浓度料浆输送状态分析

某金矿采用充填采矿法,但随着开采的加深,千米深井高浓度料浆输送,管路设计布置等问题显现。本文就某金矿尾砂,胶凝材料性质进行分析,利用环管试验及生产中获得管路监测数据,通过公式验证加数据拟合方式,得出适合金矿及周边矿山工程计算应用的高浓度料浆输送阻力损失、流速等的分析公式。     

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。     

高浓度分级尾砂充填料浆管输阻力影响因素研究与分析

为了研究高浓度分级尾砂充填料浆管输沿程阻力,先测定分级尾砂的物理化学性质;通过工业管输试验,测出不同浓度、流量、灰砂比条件下的充填料浆的管输沿程阻力,以水平管和斜管的管输沿程阻力为例,分析了充填管道阻力与流量、浓度、灰砂比之间的变化规律;用多因素正交试验得出管输阻力影响因素间的主次关系,得出井下不同充填条件下的最优参数,试验方法及结果对矿山实际充填生产具有较好的指导意义。     

攀钢密地选矿厂铁精矿浆管道输送稳定性分析

以攀钢密地选矿厂铁精矿颗粒组成和铁精矿浆管道输送试验数据为基础,结合理论计算分析认为,在合适的矿浆重量浓度和输送管道内径下,铁精矿浆满足长距离高浓度浆体管道输送稳定性要求,可以管道输送。     

梅山铁尾矿高浓度管道输送研究

针对梅山铁尾矿长距离、高浓度管道输送的安全性及稳定性问题,通过对铁尾矿物理特性及管道输送参数的研究,分析探讨了梅山铁尾矿长距离、高浓度管道输送的规律性。以清华大学泥沙研究室推导的临界流速公式建立梅山铁尾矿管道输送参数的数学模型,提出了经济、安全的输送浓度及流速,并以环管输送试验得以验证。     

Should maximum pressures in ore pipelines be computed out of system startups or power outages?

A key aspect of the design of long distance ore concentrate pipelines is the need to properly predict maximum pressures. This is traditionally done by means of transient analysis, thus predicting the possible impact of slurry hammers, which may occur during operation in a potentially uncontrolled manner in case of power outages. In this technical note, it is shown for typical ore slurry and pipeline characteristics, that in long distance systems with routes having inclined sections, the plug formation mechanism may become a dominant factor in system overpressures. A dimensionless number expressed as the ratio of the Joukowski and the plug overpressure value, suggests that a scale for the critical plug length above which maximum pressures are controlled by the plug mechanism rather than the transient flow is between about 150 m and 500 m, or a few percent points of the overall pipeline length in common long distance systems. A critical dependence on the solids initial concentration and the product of the static friction factor and the solids settled concentration is addressed.