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。     

高浓度充填料浆大倍线管道自流输送技术及应用

为了实现倍线为15条件下的高浓度风积沙充填料浆自流输送,在对榆阳煤矿充填管路设计和料浆临界流速计算分析的基础上,开展了高浓度料浆充填管路输送工业性试验,计算和试验结果表明：风积沙高浓度充填料浆具有较好的流动性,料浆质量浓度(固料质量/料浆质量)超过72%后流动性会明显下降,充填料浆要实现自流输送,其上限为75%;榆阳煤矿充填料浆输送临界流速为1.19 m/s,工作流速为4.19 m/s,工作流速是临界流速的3.5倍,充填管路最大输送能力可达到396 m³/h,料浆的管路输送具有较高的可靠性,实现了以风积沙为骨料的高浓度充填料浆的大倍线自流输送。     

膏体充填料浆管道自流输送分析及管线布置

自流充填具有充填效率高、工艺流程简单等优势,但膏体充填料浆由于浓度高,管道输送阻力大,易发生堵管等输送风险,因此,膏体充填料浆自流充填难度大.为了使膏体充填料浆实现安全可靠的自流充填,简化充填工艺流程,节约充填成本,本文以探究膏体料浆自流充填的可行性、确定膏体充填料浆自流充填条件为研究目标,通过试验确定合理的充填工艺参...     

全尾砂充填料浆管道输送试验研究

充填矿山为获最佳输送参数往往需环管输送试验,但该类试验需要较多的测试装置和试验物料,且时间长、费用高。针对这些缺陷,在某铁矿充填料浆管道输送试验研究中提出了一种简单实用型管道输送试验方法。试验表明:该法结合坍落度、简易流动性辅助试验能够直观掌握充填料浆流动特性,通过对影响管道阻力损失的各种因素进行分析,可以确定矿山最佳输送参数。     

充填料浆管道输送可靠性研究现状

深入研究充填料浆管道输送特性,改进充填倍线的计算方法,总结充填料浆管道输送可靠性研究的最新成果,分析研究现状中存在的问题,提出合理的建议。结果对充填料浆管道输送理论研究具有参考价值,可以为该领域研究指明发展方向。     

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。     

充填料浆L型管自流输送偏移特性研究

为了研究充填料浆在L型管自流输送时的偏移特性,将充填倍线、充填管径、质量浓度作为影响因素,进行了正交设计和计算流体力学(CFD)试验。研究发现:流速最大处偏移不一定最大;弯管处每个位置的最大流速皆随管径增大而减小,随质量浓度增大而增大;每个位置的偏移量均随管径增大而增大;影响最大偏移量的显著性和敏感性均为充填管径>充填倍线>质量浓度,其中充填管径为显著因素;最大偏移出现位置随充填管径增大下移,随质量浓度增大上移;最大流速出现位置随充填管径增大下移,随质量浓度增大上移,随充填倍线增大下移。建立了反映3因素下弯管最大偏移量的数学预测模型,并设计了4组验证试验,计算值与试验值差率均在2.5%以下,证实了该预测模型有效。     

L型充填管道料浆输送压力损失及优化研究

全尾砂料浆管道输送作业中,料浆管道底部磨损问题比较严重,极大地影响了料浆管道的使用寿命。结合唐山某铁矿全尾砂料浆L型管道充填现状,以L型管道输送压力损失最小为原则进行研究,选择灰砂 比为1∶4、1∶6、1∶8,配比浓度为54%、58%、62%的充填料浆作为试验对象,以3、5、7 m/s为料浆流动速度,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,基于3D数值模型计算了管道直径为70、80、90、100 mm 4种情 况下的压力损失,分析了压力损失的影响因素并进行了优化研究。结果表明：管道直径越大,45°截面的压力越大,L型管道压力损失与管道直径呈二次多项式函数关系,管道直径减小到70 mm或增大到100 mm,都会 加速L型管道底部的磨损。为延长矿山L型管道服务时间,最大限度减轻管道底部磨损,建议该矿山L型充填料浆输送管道直径取85 mm,料浆流速3 m/s,灰砂比1∶4,质量浓度64%。     

考虑壁面滑移效应的充填料浆管道输送阻力研究

为了探究壁面滑移效应影响下的充填料浆管道输送阻力的变化特征,建立了考虑壁面滑移效应的管道输送模型,利用Comsol数值模拟软件分析了料浆浓度、管径及灰砂比对管道阻力损失的影响。研究表明：①模型计算结果的相对误差在合理范围内,该模型用来计算考虑壁面滑移效应的充填料浆管道输送阻力是可靠的;②考虑壁面滑移效应的情况下,各因素对管道阻力的影响程度依次为管径>质量浓度>灰砂比,管径增大,壁面剪切作用力减小,颗粒迁移运动变缓,滑移效应减弱,管道输送阻力降低幅度减小;③在不同浓度范围内料浆滑移层厚度的主控因素不同,导致输送阻力随浓度增大的幅度不同;④灰砂比较低时,管道输送阻力的增长速率较低,随着灰砂比增大,管道输送阻力快速增大。以冀东地区某矿山为研究背景进行了数值模拟,得到充填料浆管道输送的最佳参数为质量浓度66%、68%,灰砂比1∶8。     

充填料浆自流输送管道磨损机理研究

为解决矿山充填管道磨损严重而影响充填系统的稳定性的技术难题,采用现场调研、理论分析和数字模拟等方法对深井充填管道磨损机理进行了深入研究。研究确定了钻孔管道的主要磨损形式,利用控制变量法定量分析了不同影响因素对管道磨损的影响程度。提出了计算垂直钻孔管道中自由下落段高度的方法,建立了料浆对钻孔入口以及底部直角弯管的冲击力与磨损量的物理力学模型,确定了相关磨损位置的磨损区域大小。从动量、能量以及料浆相变理论等多角度探讨了充填管道的磨损机理,优化了管壁单位面积耗能量的计算式,提出了垂直钻孔自由下落段空气区内气体循环流动概念,并建立气体流动物理模型。     

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。     

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。     

砂浆管道输送尾砂柱状型料的矿山充填研究

本文讨论了尾砂型料在砂浆管道中的流动模型和砂浆胶结尾砂型料充填体的力学性能,从而全面阐述了尾砂型料的砂浆管道输送及砂浆胶结尾砂型料的矿山充填的新概念。     

尾砂胶结充填料浆输送管道阻力及磨损分析模拟研究

采用计算流体动力学数值模拟软件CFD,依据某金矿井下管道实际布置情况,遵循质量、能量以及动量守恒定律,建立了ANSYS三维数值计算模型。设定充填料浆的灰砂比为1∶5和1∶10,充填料浆质量浓度分别为68%、70%、72%,开展了充填输送管路的速度、阻力以及磨损数值模拟试验。结果表明：直管中速度最大处位于管道中心,而弯管中速度最大处位于管道外侧;随着充填料浆质量浓度增大,管道阻力损失也随之变大。当灰砂比为1∶10,充填料浆质量浓度为72%时,管道阻力损失为19.86 MPa;随着流速的增大,冲蚀磨损率也在逐渐增加,尤其当速率大于6 m/s后,冲蚀磨损率急剧增加,并且因为惯性力作用,冲蚀磨损主要发生在管道外侧部分,数值模拟规律与现场实际相符。     

煤矿高浓度胶结充填料浆管道输送特性研究

将粉煤灰、煤矸石、水泥、水四种材料按不同比例混合,通过加入适量添加剂,经搅拌机充分搅拌而形成高浓度胶结充填材料。以输送阻力系数作为考察指标,分析了不同材料配比、不同料浆浓度时高浓度胶结充填材料浆体的流变特性,以期为得出充填料浆的最佳配比提供参考。     

大冶铁矿充填管道自流输送参数分析及管网磨损规律研究

为研究大冶铁矿充填管道的自流输送参数及管网的磨损规律,保证充填料浆可以自流输送,延长输送管道的使用期限,基于经验公式,运用Fluent数值模拟软件,得到大冶铁矿60％～70％浓度充填料浆的临界流速为0.826 m/s～0.869 m/s,充填管道的临界管径为0.143 m～0.146 m;输送流量50 m3/h,可实现...     

某矿全尾砂膏体充填自流输送可靠性分析

为探究某矿全尾砂充填料浆的管道自流输送可靠性,对各配比全尾砂充填料浆的塌落度、稠度、分层度、屈服应力及塑性黏度进行了测试,对当前充填系统条件下所推荐配比全尾砂料浆的临界流速和充填倍线进行了计算。结果表明,料浆质量浓度为70%～74%时表现出较好的流动性能;灰砂比1∶4、质量浓度74%的全尾砂充填料浆的临界流速较实际工作流速小,最大允许充填倍线为4.69,大于矿山绝大部分采场实际充填倍线;综合判断,矿山全尾砂可以作为充填料浆骨料。     

充填料浆不同倾角弯管输送特性分析

为研究煤矸石充填料浆在不同倾角弯管内自流输送的特性,以某实际充填管路为背景进行建模,使用FLUENT软件模拟料浆在管道内的输送过程,分析不同入口流速条件下不同质量浓度料浆在不同倾角弯管内流动时的速度、压力特性及阻力损失。结果表明:各弯管出口截面处流速梯度随入口流速增大而扩大,入口速度大于1.4 m/s时,梯度差大幅度增加;当料浆质量浓度大于78%时,沿程管道阻力损失与弯管段局部阻力损失增长速率加快;弯管段局部阻力损失随弯管的倾角变小而增加,建议料浆管道输送时弯管段倾角大于60°。     

考虑料浆温度影响的细尾砂膏体自流输送研究

为探究料浆温度影响下细尾砂膏体大流量自流输送特 征,构建了细尾砂膏体自流输送水力坡度模型;基于数值模 拟,分析了考虑料浆温度影响的不同流量、充填倍线细尾砂 膏体自流输送水力坡度特征.所建立的水力坡度模型的测 量误差为４．８５％、２．２１％,迭代计算５６次、６８次后收敛,表明 该模型具有较高的可靠性及合理性.研究结果表明,随流量 增加,细尾砂膏体的水力坡度增大,且充填倍线越小,增加趋 势越趋于线性;膏体输送过程粗细颗粒间存在“非均匀干扰 沉降”现象,随充填倍线增加,粗颗粒受细颗粒与料浆溶液影 响而非均匀沉降,导致颗粒相互作用数量增多,水力坡度升 高;膏体粗颗粒运移存在一定规律,屈服应力是影响颗粒运 移的最关键因素,随充填倍线增加,膏体剪切流动区域面积 增加,水力坡度升高;基于试验结果,为实现自流输送,建议 输送流量选取２２０m３/h,充填倍线选择５.     

粉煤灰掺加量在充填料浆管道输送中的减阻作用

充填料浆在管道中的输送过程就是料浆与管壁碰撞摩擦的过程,摩擦阻力不同,管道使用年限有所不同。主要分析了掺加粉煤灰后,不同配比料浆在充填管道内输送的减阻性能。通过试验发现,粉煤灰自身含有细小的玻璃球状颗粒,在充填管道内能够起到滚珠作用,同时增加管道内颗粒之间的润滑功能。因此,粉煤灰的掺加对于延长充填料浆远距离输送管道寿命,提高料浆流动性,降低输送阻力有着重要作用。