基于环管试验的高浓度料浆输送性研究

通过环管试验对高浓度全尾砂充填料浆管道输送过程进行模拟,研究了对全尾砂高浓度料浆的输送性能。通过对不同浓度料浆的流动性、泌水性、沉缩性进行研究,界定高浓度料浆的浓度范围,从而确定试验对象。基于环管试验直接测取的阻力损失参数,进行理论分析和数据处理,获得料浆的流变参数,结合拟合分析和流体力学基本理论推导出经验公式,用于阻力损失参数的预测,拓宽了环管试验的应用范围。     

矸石膏体充填料浆力学性能实验研究

该文在分析岱庄煤矿矸石膏体充填原料选择来源的基础上,根据岱庄煤矿3上煤层条带煤柱回收对膏体充填材料的要求具体选择材料性能参数,并通过对矸石膏体充填料浆流动性能、可泵送时间、静置泌水率、单轴抗压强度等力学性能的实验研究,探索在岱庄煤矿充填原料条件下的材料配比,实现条带煤柱的安全回收。     

神经网络在高浓度充填料浆流变特性中的应用

为了探究高浓度充填料浆中各组分对充填料浆流变参数的影响,以实验室测得15组配比实验数据为样本,建立了塑性黏度、初始切应力与其主要影响因素质量浓度、胶凝剂用量、粉煤灰用量、煤矸石用量之间的BP神经网络模型,通过各影响因素的权重值将料浆配比进行了优化,并以唐安矿的充填料浆配比为例加以验证。结果表明:建立模型的最大预测相对误差为-3.209%;矸石含量对流变参数的影响最大,胶凝剂含量对流变参数的影响最小;料浆浓度对塑性黏度的影响较大,而粉煤灰对初始切应力的影响较大;当浓度一定时,粉煤灰和矸石的比例应该尽量大一些;按照料浆配比的优化方案,唐安矿料浆输送达到了预期的目标。     

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。     

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。     

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。     

神经网络在高浓度充填料浆流变特性中的应用

为了探究高浓度充填料浆中各组分对充填料浆流变参数的影响,以实验室测得15组配比实验数据为样本,建立了塑性粘度、初始切应力与其主要影响因素质量浓度、胶凝剂用量、粉煤灰用量、煤矸石用量之间的BP神经网络模型,通过各影响因素的权重值将料浆配比进行了优化,并以唐安矿的充填料浆配比为例加以验证。结果表明：建立模型的最大预测相对误差为-3.209%;矸石含量对流变参数的影响最大,胶凝剂含量对流变参数的影响最小;料浆浓度对塑性粘度的影响较大,而粉煤灰对初始切应力的影响较大;当浓度一定时,粉煤灰和矸石的比例应该尽量大一些;按照料浆配比的优化方案,唐安矿料浆输送达到了预期的目标。     

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。     

高浓度水泥-尾砂充填料浆渗透性能研究

通过不同配比、不同浓度的高浓度充填料浆渗透性试验,得到k23和k10的数据,分析充填料浆渗透性能随配比和浓度的变化规律.结果表明,灰砂比和料浆浓度对料浆渗透性能有较大影响.浓度相同条件下,不含水泥、灰砂比1：8和灰砂比1：4料浆的渗透系数依次减小.在相同配比条件下,浓度Cw为66%,68%,70%和72%的料浆,渗透系数依次减小.提高渗透系数可以获得较优的强度参数,有利于回采工作.     

煤矿高浓度胶结充填料浆管道沿程阻力研究

以新阳煤矿充填开采项目为背景,通过流变试验研究高浓度胶结充填料浆的流变特性,确定其流变参数,并结合充填料浆沿程阻力损失的理论计算公式,计算出不同配比下料浆的沿程阻力,最后通过环管试验进行验证。结果表明:高浓度胶结充填料浆的屈服应力和黏度系数随粉煤灰掺量的增加而增大,其流变模型可近似用宾汉模型表示;基于宾汉模型,提出了高浓度胶结充填料浆沿程阻力损失的理论公式;运用该理论公式计算出料浆在水平直管中的阻力损失的理论值;利用环管试验进行验证,其结果与理论值相差不超过3%,无堵管现象,验证了理论公式在实际应用中的可靠性。     

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。     

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。     

新城金矿高浓度料浆输送技术探讨

针对新城金矿尾砂输送料浆质量浓度低、输送质量不高的现状,通过尾砂沉降试验以及利用四叶桨式旋转式流变仪测试充填料浆的流变特征参数,提出了实际充填料浆输送浓度上限可以达到75%的建议。料浆质量浓度提高至75%,可以大大减少矿山用水量,有利于矿山安全生产和保护环境,社会效益和经济效益十分明显。     

大容量高浓度棒磨砂料浆搅拌设备工业试验

为了适应大型矿山不断增长的充填采矿生产能力,开发大容量充填系统十分重要。针对金川矿山棒磨砂骨料,研制了150~180 m3/h大容量搅拌设备,并为此开展搅拌设备的单体试验和工业充填试验。工业试验结果表明,搅拌转矩随着搅拌速度呈线性变化,而搅拌功率与搅拌速度为平方关系;且在相同搅拌浓度条件下,连续搅拌功率准数随搅拌速度的增大而减小。大容量搅拌设备充填料浆管道阻力损失为2.4 k Pa/m,满足了高浓度料浆管道输送要求,同时充填试块强度也满足矿山安全生产要求。由此可见,大容量搅拌设备不仅达到搅拌设计能力,而且搅拌质量可以满足矿山安全采矿要求。     

高浓度充填料浆管道输送流态及其判别方法

充填料浆在管道内的流态决定了其管输阻力特性,论文针对这一关键问题开展了高浓度料浆流态及其判别方法研究。通过布设监测系统开展充填流量及管道压力的同步实时监测,在综合分析监测结果与充填料浆流型及流态的基础上,揭示了高浓度充填管输系统阻力损失与料浆流速的典型关系;评估了四种高浓度充填料浆流态判别方法及对应过渡流速计算方法的可靠性。结果表明：采用修正的Swamee方法得到的过渡流速与实测回归所得值相对误差在0.9%-6.4%之间,证明该方法能够满足应用需求。     

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。     

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。     

添加剂对滑石质瓷坯料料浆性能影响研究

通过X射线衍射、流动度、厚化度分析等检测手段,研究了不同种类添加剂对滑石质瓷坯料料浆流动性、稳定性、触变性的影响。结果表明:六偏磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠、萘磺酸甲醛缩合物、复合添加剂均可以降低滑石质瓷坯料料浆的黏度,提高料浆流动性;六偏磷酸钠与硅酸钠对料浆流动性的改善作用都优于碳酸钠;萘磺酸甲醛缩合物对滑石质瓷坯料料浆黏度降低效果比无机添加剂更加明显,其最佳添加量为0.06%,但添加之后坯料料浆的触变性严重,悬浮稳定性变差;复合添加剂最佳添加量为0.08%,复合添加剂对滑石质瓷坯料料浆性能的改善作用优于以上单一种类的添加剂。     

高浓度全尾砂充填料浆流变特性试验研究

针对某矿山全尾砂胶结充填料浆输送技术应用的实际问题,为实现高浓度全尾砂充填料浆的自流稳定输送,对其进行流变特性试验研究,分析不同浓度和不同灰砂比充填料浆的流变参数,为建立自流输送系统提供理论依据。